KR20010103673A - 가열 요소를 함유하는 굽힐 수 있는 제품, 그로 만든조립품 및 그 제품을 사용하는 방법 - Google Patents

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KR20010103673A
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KR
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tape
substrate
mesh
conductive
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KR1020017005782A
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크리스틴 에이. 소본
다니엘 이. 믹커스
마이클 에이. 존슨
클레이튼 에이. 조오지
로버트 제이. 보이춰
윌리엄 비. 로빈슨
래리 알. 래피
그레고리 지. 아멜
Original Assignee
캐롤린 에이. 베이츠
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Publication date
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Abstract

본 발명은 가열 요소 및 중합체 물질을 포함하는 테이프를 포함한 제품에 관한 것이다. 바람직한 실시양태로, 중합체 물질은 두 기재 사이에, 특히 하나 이상의 기재가 유리인 경우, 밀폐 또는 접합을 형성하도록 열활성화가능하다.

Description

가열 요소를 함유하는 굽힐 수 있는 제품, 그로 만든 조립품 및 그 제품을 사용하는 방법{BENDABLE ARTICLE CONTAINING A HEATING ELEMENT, ASSEMBLIES MADE THEREWITH, AND A METHOD OF USING SAID ARTICLE}
접합 및(또는) 밀폐를 생성하기 위하여 접착제 및(또는) 밀폐제를 사용하여 두 기재를 함께 "결합"시키는 것이 필요한 많은 용도가 존재한다. "접합"이란 동일하거나 상이할 수 있는 두 기재를 이들 사이의 접착제 물질로 일체화함을 가리킨다. "밀폐"란 공기 및(또는) 물이 기재들 사이를 통과하지 못하도록 두 기재를 밀폐제로 일체화함을 가리킨다.
일부 기재들은 접착하기가 특히 어렵다. 이러한 기재로는 세라믹 물질(예: 유리 및 유리 프릿(frit)) 및 열경화 물질(예: 열경화 복합체 물질 및 경화 페인트)이 있다. 유리 및 도장된 금속과 같은 두 상이한 기재를 결합시키려고 할 때 어려움은 배가된다. 예를 들어, 바람막이 유리는 자동차 제조중 및 바람막이 유리가 금이 가거나 깨지는 경우에 바람막이를 대체하기 위한 후속 제조중에 자동차의금속 또는 플라스틱 차 뼈대내에 접합된다. 또한, 밀폐는 물이 자동차내로 새지 않도록 바람막이와 차 뼈대 사이에 형성되어야 한다. 접착력을 증진시키기 위하여, 유리 표면은 전형적으로 차 뼈대에 삽입되기 전에 하도된다.
하도된 유리와 차 뼈대 사이에 밀폐를 형성하기 위하여 폴리우레탄 페이스트가 통상적으로 사용된다. 그러나, 이러한 페이스트는 균일하고 재현성있게 적용되기가 어렵다. 페이스트는 종종 용매를 함유하며 환경적으로 바람직하지 못한 반응성 이소시아네이트 물질을 갖는다. 또한, 이들 조성물은 대기중의 수분으로 경화되므로 경화되고 결합 강도를 생성하는데 비교적 긴 시간이 필요하다. 이러한 단점이 있는 경화 기간동안, 유리는 차 뼈대내에서 진동하여 밀폐 및 유리가 손상되기 쉽다. 밀폐에 틈이 생겨 바람소리가 나고 밀폐 완전성이 손상될 수 있다. 진동과 관련된 소음도 또한 바람직하지 않다. 게다가, 주위 수분에 대한 의존이란 경화 과정이 주위 조건에 따라 좌우됨을 뜻한다.
EP 제0262831호(마틴(Martin))에는 저항선과 같은 전기 저항기를 사용하여 접착제를 열경화하는 방법이 기술되어 있다. 저항선은 소공(rebate)에서 차 뼈대에 접착되고 저항선위의 분배 카트리지로부터 폴리우레탄 밀폐제의 리본이 적용된다. 리본은 바람막이가 소공위에 위치할 때 편평해진다. 그 다음 저항선을 전원에 연결하여 조성물을 경화하기 위한 열을 생성한다.
미국 특허 제4,184,000호(덴맨(Denman))에는 유리 또는 금속 부품을 위한 커플링 장치가 기술되어 있다. 커플링 장치를 사용하여 자동차의 개구부에 바람막이를 결합시키거나 제거한다. 커플링 장치는 간단한 전선, 권취 전선, 호일 테이프또는 함침 코어일 수 있는 가열 요소를 갖는 내부 코어 및 본체를 갖는다. 가열되면, 본체의 외부 부분만이 유동 접착성으로 되고, 나머지는 하중이 적용될 때 가소성으로 변형가능한 채로 남는다. 바람직한 실시양태로, 가열 요소는 열 분포를 개선하는 파형 전선이다.
미국 특허 제4,555,607호(뢴트겐(Roentgen) 등)에는 창유리를 차 뼈대에 접착시키고 또한 창유리를 제거하기 위하여 접착제 선을 처리하도록 가열될 수 있는 가장자리 선단 주위에 전도성 스트립을 갖는 창유리가 기술되어 있다. 전도성 스트립은 유리위로 은 스크리닝되어 열처리 공정동안 소부된 은 소부 페이스트일 수 있거나, 화염 분무 또는 진공 금속화가 적용된 금속일 수 있다.
전도성 가열 요소를 갖는 접착제도 또한, 예를 들어 미국 특허 제3,049,465호(윌킨스(Wilkins)), 제5,100,494호(슈미트(Schmidt)), 제3,438,843호(파겔(Pagel))에 기술되어 있고, 전기 가열 요소를 사용하여 물질을 접합하는 다른 방법으로는 미국 제5,389,184호(쟈카루소(Jacaruso) 등)의 방법이 있다.
발명의 요약
본 발명은 (a) (i) 전도성 메쉬; (ii) 연속 경로를 통해 흐르는 전기에 의해 연속 경로에서 생성된 열이 부속물을 통해 열 도될 수 있는 방식으로 연속 전도성 경로에 부착된 다수의 열전도성 부속물을 갖는 연속 전도성 경로를 포함하는 부품으로 이루어진 군에서 선택된 가열 요소;
(b) 중합체 물질을 포함하는 적층물을 포함하는, 공면 호 굽힘시험(Coplanar Arc Bend Test) A1에 합격될 수 있는 제품을 제공한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 중합체 물질은 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 열활성화가능한 물질을 포함하며, 이때 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 직접 접촉되지 않는 경우 열활성화가능한 물질의 활성화를 허용하기에 충분한 정도로 열전도성인 물질에 의해 가열 요소로부터 열활성화가능한 물질이 분리되도록 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 열접촉되고, 가열 요소는 그를 통해 전류가 흐르면 열활성화가능한 물질의 일부 이상을 연화시키고, 용융시키고(용융시키거나) 경화시킬 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 중합체 물질은 공형 (conformable) 압축성 용융유동-저항성 열경화 코어를 포함한다.
본 발명의 제품의 하나의 바람직한 실시양태로, 이 제품은 공면 호 굽힘 시험 A1에 합격할 수 있고, 훨씬 더 바람직하게는 공면 호 굽힘 시험 A2에도 합격할 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 공면 호 굽힘 시험 A2에 합격할 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 공면 호 굽힘 시험 A3에 합격할 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 공면 호 굽힘 시험 B1, 바람직하게는 공면 호 굽힘 시험 B2 및 훨씬 더 바람직하게는 공면 호 굽힘 시험 B3에 합격할 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 이 제품은 방수성 밀폐를 형성할 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 열활성화가능한 물질에 매립될 수 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 매쉬를 포함한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 메쉬는 제1 주표면 및 대향되는 제2 주표면을 갖는 실질적으로 직사각형인 메쉬 조각이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 실질적으로 직사각형이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 열활성화가능한 물질은 가열 요소의 측부에 직접 결합된다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 열활성화가능한 물질은 밀폐제 및 접착제로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 접착제는 열용융형 접착제이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 열활성화가능한 물질은 연속성이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 열활성화가능한 물질은 실질적으로 직사각형인 스트립의 형태이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 이 제품은 실질적으로 직사각형인 스트립의 형태이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 열활성화가능한 물질의폭과 같거나 그보다 작다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 메쉬는 편직 메쉬, 편조 메쉬, 천공된 팽창 메쉬, 천공된 팽창성 메쉬 및 사선의 메쉬로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 (a)(ii)의 부품이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 부품의 부속물은 실질적으로 같은 면에 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 일부 부속물은 경로의 한쪽에 부착되어 그로부터 연장되고, 나머지 부속물은 그 경로의 반대쪽에 부착되어 그로부터 연장된다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 경로에 부착된 각 부속물은 다른 부속물로부터 약 1㎝ 미만으로 떨어져 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 경로에 부착된 각 부속물은 다른 부속물로부터 약 5㎜ 이내로 떨어져 있다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 이 제품은 공형 압축성 용융유동 저항성 열경화 코어를 추가로 포함한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 적층물은 공형 압축성 용융유동 저항성 열경화 코어를 추가로 포함하며, 이때 가열 요소는 열활성화가능한 물질과 코어의 사이에 위치한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 적층물은 공형 압축성 용융유동 열경화 코어를 추가로 포함하며, 이때 열활성화가능한 물질은 가열 요소와 코어의 사이에 위치한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 가열 요소는 열활성화가능한 물질에 매립되며, 적층물은 공형 압축성 용융유동 저항성 열경화 코어를 추가로 포함한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 코어는 발포체 코어를 포함한다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 코어는 본질적으로 점착성이다.
본 발명의 제품의 하나의 실시양태로, 적층물은 코어의 한쪽 또는 양쪽에 코팅된 접착제 층을 추가로 포함한다.
본 발명은 또한 (a) 제1 기재; (b) 제1 기재에 결합된 본 발명의 제품을 포함하는 조립품을 제공한다.
조립품은 임의로 제2 기재를 추가로 포함하며, 이때 제1 기재 및 제2 기재는 제품에 의해 서로 결합된다.
본 발명의 조립품의 실시양태로, 제1 기재는 탈것의 창유리, 건물의 창유리, 컴퓨터 스크린, 텔레비젼 스크린, 탈것의 본체 판, 카페트 및 마닥재로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 조립품의 하나의 실시양태로, 제1 기재는 바람막이를 포함한다.
본 발명의 조립품의 하나의 실시양태로, 제1 기재는 바람막이를 포함하고, 제2 기재는 탈것의 뼈대를 포함한다.
본 발명의 조립품의 하나의 실시양태로, 제1 기재는 유리, 금속, 도장된 금속, 하도된 금속, 폴리우레탄, 플라스틱(열경화, 열가소성, 열경화성), 목재, 세라믹, 광물 및 석조로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명은 또한 (a) 제1 기재를 제공하는 단계;
(b) (i) (A) 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 전도성 메쉬; (B) 연속 경로를 통해 흐르는 전기에 의해 연속 경로에서 생성된 열이 부속물을 통해 열전도될 수 있는 방식으로 연속 전도성 경로에 부착된 다수의 열전도성 부속물을 갖는 연속 전도성 경로를 포함하는, 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 부품으로 이루어진 군에서 선택된 가열 요소; (ii) 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 직접 접촉되지 않는 경우 일부 이상의 열활성화가능한 물질의 활성화를 허용하기에 충분한 정도로 열전도성인 물질에 의해 가열 요소로부터 분리되도록 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 열접촉되고, 가열 요소는 그를 통해 전류가 흐르면 열활성화가능한 물질의 일부 이상을 연화시키고, 용융시키고(용융시키거나) 경화시킬 수 있는, 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 열활성화가능한 물질을 포함하는, 제1 기재와 접촉된 물질의 적층물을 제공하는 단계;
(c) 제1 기재와 제2 기재 사이에 동시에 제공될 수도 있는 적층물의 노출된 표면에 대향하여 제2 기재를 위치시키는 단계; 및
(d) 제1 기재가 적층물을 통해 제2 기재에 궁극적으로 결합되어 조립체를 형성하도록 열활성화가능한 물질을 연화시키고, 용융시키고(용융사카거나) 경화시키는 방식으로, 단계 (b), 단계 (c), 단계 (c) 이후중 하나 이상동안 가열 요소에 전류를 흐르게 하는 단계
를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법의 하나의 실시양태로, 물질의 적층물은 단계 (d) 이전에 적층물 형태이다. (예를 들어, 물질의 적층물은 테이프 형태이다.)
본 발명의 방법의 하나의 실시양태로, 적층물은 공형 압축성 용융유동 저항성 열경화 코어를 추가로 포함하며, 임의로 접착제 층, 하도제 층 및 결합층중 하나 이상을 추가로 포함한다.
본 발명의 방법은 임의로 적층물의 일부 또는 전부를 연화시키고(연화시키거나) 용융시켜 제2 기재로부터 제1 기재를 분리시키기 위하여 가열 요소에 전류를 흐르게 하는 단계 (e)를 추가로 포함하는데, 이때 제1 기재와 제2 기재의 분리를 용이하게 하는 것외에 임의로 기계적 힘이 사용될 수 있다.
본 발명의 방법의 하나의 실시양태로, 제1 기재는 창이고 제2 기재는 창틀이거나, 또는 제1 기재는 창틀이고 제2 기재는 창이다.
본 발명의 방법의 하나의 실시양태로, 제1 기재는 창이고 제2 기재는 탈것의 창틀이거나, 또는 제1 기재는 탈것의 창틀이고 제2 기재는 창이다.
본 발명은
(a) 제1 기재;
(b) 제2 기재; 및
(c) (i) (A) 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 전도성 메쉬; (B) 연속 경로를 통해 흐르는 전기에 의해 연속 경로에서 생성된 열이 부속물을 통해 열전도될 수 있는 방식으로 연속 전도성 경로에 부착된 다수의 열전도성 부속물을 갖는 연속 전도성 경로를 포함하는, 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 부품으로 이루어진 군에서 선택된 가열 요소; (ii) 중합체 물질을 포함하는, 제1 기재 및제2 기재를 함께 결합시키는 적층물
을 포함하는 조립품을 제공한다.
조립품의 하나의 실시양태로, 중합체 물질은 열활성화된 밀폐제, 열활성화가능한 밀폐제, 열활성화된 접착제 및 열활성화가능한 접착제로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 조립품에서, 적층물은 임의로 공형 압축성 용융유동 저항성 코어를 추가로 포함하며, 이때 가열 요소는 메쉬이고, 제1 기재는 창이고, 제2 기재는 창틀이다.
본 발명의 조립품의 실시양태로, 중합체 물질이 가열 요소와 직접 접촉되지 않는 경우 그를 통해 전류가 흐르면 중합체 물질을 연화시키고 임의로 용융시키기에 충분한 정도로 열전도성인 물질에 의해 가열 요소로부터 분리되도록 중합체 물질은 가열 요소와 열접촉된다.
본 발명의 조립품의 실시양태로, 중합체 물질은 열경화 중합체 물질 및 열가소성 물질로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 조립품의 실시양태로, 제1 기재는 바람막이이고, 제2 기재는 탈것의 창틀이다.
본원에 사용된 "적층물"이란 용어는, 예를 들어 접착제 또는 밀폐제에 의해 부착되고(부착되거나), 예를 들어 클립 또는 스테이플에 의해 기계적으로 부착된 물질을 가리킨다. 그러나, 전형적으로는 서로 접합되고(접합되거나) 밀폐된 물질을 가리킨다.
본 제품은 가열 요소 및 중합체 물질을 포함하는 테이프를 포함한 제품에 관한 것이다. 바람직한 실시양태로, 중합체 물질은 열활성화가능하여 두 기재 사이에, 특히 하나 이상의 기재가 유리일 때, 밀폐 또는 접합을 형성한다.
도 1은 본 발명의 제품의 횡단면도이다.
도 2는 롤 형태의, 본 발명의 다른 실시양태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시양태의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시양태의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시양태의 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시양태의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시양태의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시양태의 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시양태의 사시도이다.
도 9a는 도 9의 제품을 구부렸을 때의 상면도이다.
도 10은 본 발명의 제품에 사용하기에 유용한 가열 요소를 제공하기 위하여 사선으로 절단될 수 있는 전도성 메쉬 조각의 상면도이다.
도 11a 내지 도 11e는 전도성 경로 및 열전도성 부속물을 포함하는 부품인, 본 발명의 제품에 사용하기에 유용한 가열 요소의 상이한 실시양태의 상면도이다.
도 11f는 전도성 경로 및 열전도성 부속물을 포함하는 부품인, 본 발명의 제품에 사용하기에 유용한 가열 요소를 제공하기 위하여 경우에 따라 연신될 수 있는 전도성 메쉬의 좁은 조각의 상면도이다.
도 12a는 본 발명의 제품에서 가열 요소로서 유용한 전도성 메쉬의 조각의 상면도이다.
도 12b는 전도성 편직 메쉬인, 본 발명에 따라 유용한 가열 요소의 상면도이다.
도 13a는 둘레 주위에 본 발명의 제품이 부착된 바람막이를 포함하는, 전원에 부착된 본 발명의 조립품의 정면도이다.
도 13b는 둘레 주위에 본 발명의 제품이 부착된 바람막이를 포함하는, 전원에 부착된 본 발명의 조립품의 다른 실시양태의 정면도이다.
도 13c는 둘레 주위에 본 발명의 제품이 부착된 바람막이를 포함하는, 전원에 부착된 본 발명의 조립품의 다른 실시양태의 정면도이다.
도 14는 도 13a의 선 14-14를 따라 취한 횡단면도이다.
도 15는 본 발명의 제품이 호를 따라 얼마나 쉽게 구부러질 수 있는지를 측정하는데 도움이 되는 시험 방법을 설명하는 개략도이다.
도 16은 둘레 주위에 본 발명의 제품을 갖는 창을 포함하는, 탈것에 정위시키기 위한 위치에 있는 본 발명의 조립품의 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제품에서 가열 요소로서 유용할 전도성 메쉬의 조각의 부분 사시도이다.
제품
본 발명은 전형적으로 두 기재 사이에 밀폐 및(또는) 접합을 형성하기 위한 가늘고 긴 제품이다. 특히, 이 제품은 기재들 사이에 밀폐 및(또는) 접합을 형성하기에 유용하며, 이때 제품은 두 기재 사이의 공면 호로 구부러질 것이다. 예를들면, 본 발명은 실질적으로 직사각형인 횡단면을 갖는 테이프(시이트를 포함한, 다른 형태도 예상됨) 및 원형, 타원형, 사다리꼴 등과 같은 다른 횡단면을 갖는 테이프로서 기술될 것이다. 그러나, 본 발명의 제품은 본원에서 테이프로서 종종 기술되지만, 본 발명의 테이프의 특징, 특성 등은 달리 나타내지 않는한 반드시 테이프 형태일 필요가 없다는 가장 넓은 의미로 본 발명의 제품에 적용가능하다. 시이트는 길이, 폭 및 두께를 갖는 편평한 형태의 제품을 가리킨다. 테이프는 폭보다 길이가더 긴 좁은 스트립을 가리킨다. 하나의 실시양태로, 테이프(10)(도 1)는 이후 정의되는 공면 호로 구부러질 수 있는 메쉬인 전도성 가열 요소(12) 및 중합체 물질의 하나 이상의 층(14)을 특징으로 한다. 테이프(10)는 또한 공면 호로 구부러질 수 있다.
본 발명의 하나의 실시양태로, 중합체 물질은 열활성화가능한 물질이다. 본원에 사용된 바와 같이, 열활성화가능한 물질이란 용어는 열가소성 물질, 열경화성 물질 및 이들의 블렌드를 포함한다. 또한, 이 물질은 가열되면 열가소성 물질인 경우 연화되고(연화되거나) 용융되거나; 또는 열경화성 물질 또는 열경화성 물질과 열가소성 물질의 블렌드인 경우 연화되고 경화되고, 용융되고 경화되거나, 또는 경화됨을 뜻한다. "열가소성"이란 용어는 이 물질이 반복적으로 가열되고 냉각될 수 있어서, 이로 인해 각각 물질의 온도 범위 전형을 통해, 즉 물질의 분해점 미만에서 물질을 연화시키고 경화시킴을 뜻한다. "열경화성"이란 용어는 열 또는 다른 수단에 의해 경화될 때 실질적으로 불용해성이거나 또는 불용성인 물질로 변할 수 있음을 뜻한다. "열경화"란 용어는 물질이 열 또는 다른 수단에 의해 경화되어 실질적으로 불용성이고 불용해성임을 뜻한다.
열활성화가능한 물질은 바람직하게는 밀폐제 및(또는) 접착제이다. "밀폐제 조성물" 또는 "밀폐제 층"은 틈을 충전하는 물질이다. 따라서, 밀폐 형성시, 본 발명에 따른 유용한 밀폐제 조성물은 전형적으로 밀폐제 조성물이 적용되는 기재의 틈으로 흘러들어가 그를 충전할 수 있고, 밀폐제가 경화되거나(열경화성 밀폐제 조성물의 경우) 냉각시 고화된 후(열가소성 밀폐제 조성물의 경우), 기재를 밀폐하도록 틈을 여전히 충분히 충전하도록 유동성을 갖는다. 본 발명에서 유용한 밀폐제 조성물은 경화되면(열경화성 밀폐제 조성물의 경우) 바람직하게는 비점착성이거나(즉, 실온에서 만지기에 점착성이 없음) 또는 냉각되면 고화된다(열가소성 밀폐제 조성물의 경우). 바람직하게는, 본 발명에 따라 유용한 밀폐제는 또한 이들이 밀폐하는 표면에 접합한다는 면에서 접착제로서 작용한다.
본 발명의 두번째 실시양태로, 중합체 물질은 후술되는 바와 같은 공형 압축성 용융유동 저항성 코어를 포함한다. 매우 바람직한 실시양태로, 테이프는 열활성화가능한 층, 전도성 가열 요소 및 공형 압축성 용융유동 저항성 코어를 포함한다.
본 발명의 실시에서, 제품은 임의로 쉽게 저장하고, 운송하고, 취급하고, 사용하기 위하여 롤 형태의 테이프(20)(도 2)로 편리하게 제공될 수 있다. 하나의 구조에서, 밀폐제 층(29), 메쉬인 전도성 가열 요소(24) 및 접착제 층(22)을 포함하는 테이프(20)는 전형적으로 임의의 코어(28) 주위에 권취된다. 코어(28)는, 예를 들어 종이 또는 플라스틱일 수 있고, 전형적으로 약 7.6㎝의 내경을 갖는다.이러한 구조에서, 테이프는 롤에서 인접한 권취물을 분리하는 일시적인 제거가능한 라이너(26)로 권취될 수 있다. 롤 형태의 테이프의 제공은 제품에 영구적인 변형을 일으킬 수 있는 힘을 가하거나, 제품내 임의의 층을 제품내 가장 넓은 층 너머로 스며나오게 하거나 또는 온도 및 습도의 통상적인 주위 조건하에 보관할 때 롤 제품을 끼워넣음 없이, 용이한 권취를 촉진하는 두께 및 모듈러스를 가지도록 밀폐제 층과 같은 중합체 층을 선택함으로써 용이하게 된다.
두번째 구조로, 테이프는 밀폐제 층, 전도성 가열 요소 및 임의로 가열 요소의 다른쪽에 제2 밀폐제 층을 포함한다. 세번째 구조로, 테이프는 접착제 층, 전도성 가열 요소 및 임의로 가열 요소의 다른쪽에 제2 접착제 층을 포함한다. 바람직한 구조로, 테이프(30)(도 3)는 밀폐제 층(31), 전도성 가열 요소(24), 공형 압축성 용융유동 저항성 코어 층(32) 및 임의로 접착제 층(도시되지 않음)을 포함한다. 임의의 일시적인 제거가능한 라이너(39)는, 특히 코어 층(32) 및(또는) 밀폐제 층(31)이 실온, 즉 약 23℃에서 점착성 표면을 갖는 경우, 테이프에 포함될 수 있다. 라이너는 보호하고 있는 표면을 기재에 부착시키기 전에 제거된다. 테이프는 하나보다 많은 코어 층 및(또는) 밀폐제 층 그리고 예를 들어 하도제 또는 결합층(들), 접착제 층(들) 및 부직 스크림(들)을 포함하는 다른 층을 가질 수 있다. 하나보다 많은 가열 요소가 또한 테이프에 포함될 수 있다. 첨가된 다른 층들은 이후 기술되는 바와 같이 전기 가열 요소의 효능을 저해하거나 또는 테이프의 구부러짐을 방해해서는 안된다.
전도성 가열 요소는 테이프 구조내에 어느 곳에나 위치될 수 있다. 예를 들어, 밀폐제 층(31), 코어 층(32) 및 전도성 메쉬 가열 요소(24)를 포함하는 테이프(40)(도 4)에서, 가열 요소(24)는 밀폐제 층(31)의 표면위에 배치된다. 가열 요소는 밀폐제 층(도시되지 않음)의 표면에 부분적으로 매립될 수 있거나, 또는 가열 요소(24)는 코어 층(32)(도 5)을 또한 포함하는 테이프(50)의 밀폐제 층(31)의 표면에 완전히 매립될 수 있다. 테이프(60)의 밀폐제 층(61)내에 가열 요소(24)(도 6a)가 또한 매립될 수 잇고, 테이프는 제1 코어 층(66), 제2 코어 층(68) 및 라이너(39)를 또한 포함한다. 기능적으로, 본 실시양태는 동일하거나 상이한 밀폐제 조성물의 두 층을 두 밀폐제 층 사이에 배치된 전도성 가열 요소와 함께 적층함으로써 달성될 수 있었다. 가열 요소는 밀폐제에 매립되는 대신에, 임의로 두 별개의 밀폐제 층 사이에 위치될 수 있다. 또한, 다수의 가열 요소가 사용될 수 있으며, 이 요소는 동일하거나 상이한 전기 저항을 가질 수 있다.
본 발명의 테이프는 다양한 기재를 함께 밀폐 또는 접합하는데 사용될 수 있다. 기재들은 동일하거나 상이할 수 있다. 이들은, 예를 들어 크기, 형태 또는 조성에서 상이할 수 있다. 적합한 기재의 예로는 유리, 금속, 플라스틱, 목재, 석조 및 세라믹으로 만들어진 것이 있다. 대표적인 플라스틱 기재로는 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 가공 열가소성 물질(예컨대, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카르보네이트), 시이트 성형 화합물 및 열가소성 엘라스토머(열가소성 엘라스토머 올레핀을 포함)가 있다. 유리, 및 유리의 대체물로서 사용될 수 있는 중합체(예컨대, 폴리카르보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트)를 창유리 물질로서 부를수 있다. 기재의 표면은, 예컨대 도료, 내마모성 코팅제 또는 번쩍임방지 코팅제로 코팅될 수 있다. 예컨대, 바람막이 유리의 경우, 유리는 세라믹-프릿 층을 포함할 수 있다.
테이프는 유리 기재를, 예컨대 금속, 도장되거나 하도된 금속 및 플라스틱 기재에 밀폐하기에 유용하다. 예를 들어, 테이프는 자동차에서 차 뼈대(예를 들어, 금속 또는 플라스틱 차 뼈대)에 바람막이 유리를 밀페하기에 유용하다. 테이프는 자동차의 차 뼈대에 대체 창을 밀폐하기에 특히 유용하다. 이 상황에서, 테이프는 차 뼈대는 물론 밀폐제가 제거될 수 있는 도장되거나 하도된 금속 구역에 남아 있을 수 있는 잔여 밀폐제, 전형적으로 폴리우레탄에 접합될 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 실시에서, 테이프는 공면 호, 즉 곡선 단편으로 구부러질 수 있다. "공면 호"란 테이프의 제1 주표면위의 제1 면(즉, 세 지점) 및 제1 면에 실질적으로 평행한, 테이프의 제2 주표면위의 제2 면사이의 물질로서 정의된 테이프가 두 면 사이에 실질적으로 남게 되도록 테이프가 측방향으로 구부러질 수 있음을 뜻한다. 이들 용어 및 관련된 방법에 대한 더 상세한 설명은 시험 방법을 참조한다. 테이프는, 구부러진 후 제1 면이 편평한 표면이고 제2 면이 제1 면에 평행한 테이프의 표면위에 있도록, 예컨대 클립 또는 감압성 접착제 테이프로 편평한 표면에 고정될 수 있다면, 공면 호로 구부릴 수 있는 것으로 생각되며, 구부리기 전에 테이프는 실질적으로 거의 같은 면에 있을 것이다. 예를 들어, 중합체 물질(101)위에 전도성 가열 요소(102)를 갖는 직사각형 테이프 조각(130)(도 9)이 테이프(130)의 외부 가장자리(122)가 내부 가장자리(121)보다 더 연장되도록 측방향으로 구부러질 때, 테이프(130A)(도 9a)는 2개의 실질적으로 동심성인 호, 즉 외부 가장자리(122)에 의해 형성된 바깥쪽 호(122A) 및 내부 가장자리(121)에 의해 형성된 안쪽 호(121A)의 모양에 일치하게 되어 바깥쪽 호가 안쪽 호보다 크다. 바람직하게는, 테이프(116)(도 15)는 반경 10㎝를 갖는 원(105)의 90도 이상의 호 α 주위에서 내부 가장자리(106)를 갖는 공면 호로 구부러질 수 있다. 더 바람직하게는, 테이프(도시되지 않음)는 반경 10㎝를 갖는 원의 180도 호 주위의 공면 호로 구부러질 수 있고, 훨씬 더 바람직하게는 테이프는 반경 4㎝를 갖는 원의 90도의 공면 호로 구부러질 수 있다. 필요하다면, 테이프는 오븐에서 가열되거나 또는 고온공기 총으로 가열되어 테이프가 호의 모양에 일치하기에 충분히 순응성이도록 테이프를 연화시킬 수 있다. 열활성화가능한 물질이 열경화성이면 테이프가 최종 용도에 맞게 가열될 때까지 테이프의 온도를 열경화 온도 미만으로 유지시키는 것이 바람직함에 주의한다. 육안으로 볼 수 있는 테이프의 약간의 뒤틀림 또는 주름짐은 테이프가 열활성화된 후 소기의 기능을 수행하는 한, 허용가능하다. 예를 들어, 테이프는 호 주위로 구부러짐으로 인해 약간의 주름을 가질 수 있다. 그러나, 테이프는 열활성화되면 흘러 나와 주름이 없어지고 기재에 틈을 충전하는 방수성 밀폐를 형성한다.
테이프의 횡단면이 직사각형, 예컨대 삼각형이면, 제1 면은 삼각형의 밑변이고, 제2 면은 삼각형의 최고 점 또는 정점에 접하는, 제1 면에 평행한 면이다. 원형 횡단면을 갖는 테이프에 있어서, 제1 면은 테이프의 한쪽 가장자리에 접하고,제2 면은 제1 면에 평행하게 테이프의 반대쪽 가장자리에 접하는 면이다.
공면 호로 구부러지는 테이프의 능력은 대개 전도성 가열 요소의 강성 및 이후 논의되는 바와 같은 매우 적은 힘으로 연신 또는 신장되는 가열 요소의 능력(즉, 실질적으로 공면인 호로 구부러지는 가열 요소의 능력)에 의존한다. 테이프는 바람직하게는 중합체 물질의 융점 및(또는) 경화점 미만의 임의의 온도에서 신장하는 동일한 적은 힘을 나타낸다. 가열 요소가 너무 단단하거나 딱딱하면, 아무리 가열을 해도 테이프가 공면 호로 구부러질 때 이 단단함의 결점을 극복하지 못할 것이다. 예를 들어, 실질적으로 공면인 호 굽힘 시험에 적용될 때 용접된 스크린과 같은 단단한 가열 요소를 갖는 테이프는 테이프의 외부 가장자리의 들림 및(또는) 테이프의 내부 가장자리에 뒤틀림 및 꼬임을 나타낼 수 있어 시험에 불합격하게 된다. 좁은 리본 가열 요소를 갖는 테이프는 가능하게는 가열 요소의 비틀림 또는 변형을 나타낼 수 있다. 또한, 좁은 리본은 테이프의 폭을 가로질러 열을 균일하게 분포시키지 않아서, 본 발명에 따른 유용한 가열 요소가 그러하듯이 냉점 및 부적절한 밀폐 또는 접합이 일어난다. 편평한 호일(리본보다 넓은)은 외부 가장자리가 찢어지거나 들리는데, 그 이유는 그 가장자리가 내부 반경보다 긴 반경 주위에서 힘을 받기 때문이다. 다수의 전선은 호의 내부 가장자리를 향해 주름지고 당겨지는 경향이 있어 불균일한 가열 및 가능하게는 단략을 일으킬 수 있을 것이다. 전선은 여전히 공면일 수 있거나 또는 테이프의 면 밖으로 튀어나와 바깥쪽 전선이 호로 구부러질 필요가 있는 더 긴 거리를 상쇄할 수 있다.
본 발명에서 유용한 전도성 가열 요소는 열전도성이고 전기 전도성일 수 있으며 공면 호로부터 구부러질 수 있는 하나 이상의 전도성 경로 및 부속물을 포함한다. 전도성 가열 요소가 접착제 테이프의 공면 호로 구부러질 때, 가장자리의 임의의 뒤틀림, 파형 또는 들림에 의해 테이프가 실질적으로 공면인 호로 도로 밀쳐질 수 있도록 충분히 가요성이다. 적합한 가열 요소의 예로는 공형 메쉬, 즉 개방된 공간의 네트웍을 갖는 구조 및 측방향으로 연장되는 부속물을 갖는 공형의 가늘고 긴 구조, 즉 열전도성 부속물이 부착된 하나의 가늘고 긴 구조가 있다.
바람직한 실시양태로, 열전도성 가열 요소는 전도성 메쉬(102)(도 9)이다. 메쉬의 연결 부분(112)은 전도성 경로를 제공하며, 임의의 부속물(125)은 전도성 경로로부터 연장되며, 이들이 열 접촉되어 있는 테이프의 구역에 열을 제공한다. 도 12a의 또 다른 실시양태의 메쉬에서, 메쉬(123)의 최외각 연장부(127)는 역시 전도성인 열전도성 부속물로 간주된다. 숫자 (128)은 전류 방향을 가리킨다.
전술한 테이프에서 공면 호의 정의와 유사하게, 전도성 가열 요소는 전도성 가열 요소의 두 평행한 표면위의 세 지점을 특징으로 하는 두 평행한 면 사이의 물질로서 정의되며, 공면 호는 전도성 가열 요소를 측방향으로 구부림으로써 형성된다. 임의의 부속물, 파형 또는 꼬임이 테이프위로 가볍게 눌러져 고정될 수 있다면, 전도성 가열 요소는 공면이다. 예를 들어, 다이아몬드형 메쉬 형태의, 도 9의 가열 요소(102)의 직사각형 스트립은 테이프의 직선 가장자리에 의해 한정되는 측부 가장자리(151,152)를 갖는다. 메쉬가 공면 호로 측방향으로 구부러질 때, 측부 가장자리(152)는 구부러진 메쉬의 외부 가장자리(152A)(도 9a 참조)를 형성한다. 외부 가장자리는 반경 R을 갖는 원의 호이다(도시되지 않음). 유사하게, 측부 가장자리(151)는 구부러진 메쉬의 내부 가장자리(151A)(도 9a)를 형성한다. 내부 가장자리는 외부 가장자리의 원과 동심성인 원의 호이며, 반경 (R-W)를 갖는다(이때, R은 외부 가장자리의 반경이고, W는 메쉬의 폭임). 메쉬(102A)(도 9a)는 너무 단단한 가열 요소의 전술한 결점 없이 공면 호로 측방향으로 구부러졌다. 실제로, 메쉬가 구부러질 때, 측방향 가장자리(152A)는 팽창되고, 측방향 가장자리(151A)는 압축되므로, 일어날 수 있는 약간의 변형이 허용된다. 예를 들어, 메쉬의 전선은 겹쳐질 수 있고, 이들은 손을 댐으로 인해 약간 꼬이게 될 수 있고, 부착되지 않은 바깥쪽 연장부(125)는 메쉬를 한정하는 두 면 사이로부터 구부러질 수 있다. 도 9에서 번호매긴 항목은 도 9a에서와 같은 번호를 가지는데, 단 그 다음에 문자 "A"가 부가된다. 이러한 변형은 전형적으로 메쉬 두께의 약 7배 미만, 바람직하게는 약 5배 미만이다. 바람직한 전도성 가열 요소는 이들이 공형 감압성 접착제 테이프(예: 3M 코포레이션으로부터 입수가능한 3M 4941)에 부착될 때 가열 요소를 갖는 테이프가 공면 호로 구부러질 수 있도록 충분히 가요성이다.
메쉬의 폭은 또한 매쉬를 실질적으로 공면인 호로 구부리려함으로 인해 약간 변형될 수 있다. 전형적으로, 메쉬의 선은 서로 약간 당겨질 수 있어 메쉬의 폭이 줄어든다. 메쉬의 허용가능한 좁아짐 또는 짧아짐은 원래 폭의 약 15% 미만, 바람직하게는 10% 미만, 더 바람직하게는 약 7% 미만이다. 예를 들어, 두 측방향 가장자리 사이의 거리가 1.27㎝로 정의된 폭을 갖는 메쉬는 구부러진 후 겨우 약 0.2㎝ 줄어들 수 있었다. 바람직하게는, 스트립 형태의 메쉬는 안쪽 반경이 10㎝인 공면 원을 형성하기에 충분히 가요성이다.
본 발명에 유용한 메쉬는 전형적으로 종방향으로 팽창 및(또는) 압축할 수 있도록 충분히 가요성이다. 메쉬의 내부 가장자리가 표면에 그려진 호에 정렬되도록 메쉬의 스트립이 호로 형성될 때, 메쉬의 외부 가장자리는 팽창해야 하며, 일부 경우에 내부 가장자리또 또한 압축할 수 있다. 또 다르게는, 메쉬의 외부 가장자리가 원에 정렬될 때, 내부 가장자리는 압축해야 하는 반면에 외부 가장자리는 팽창하거나 팽창하지 않을 수 있다.
바람직한 메쉬는 낮은 응력하에 높은 신장률을 갖는 것으로 응력 변형 곡선에 나타나는 항복 응력을 갖는 인장 신장률 곡선을 나타낸다. 전형적으로 1파운드(4.45뉴톤)의 힘 하에, 0.635㎝(1/4인치) 폭의 메쉬는 약 0.5%보다 많이, 바람직하게는 약 1%보다 많이, 더 바람직하게는 약 3%보다 많이 신장할 것이다. 2파운드(8.90뉴톤)의 힘 하에, 전술된 메쉬는 약 1%보다 많이, 바람직하게는 약 3%보다 많이 신장할 것이다. 전선은 곧바로 펴지고 비교적 적은 힘에 의해 연신이 이루어질 수 있기 때문에 유용한 메쉬는 초기에 연장되는 것으로 생각된다. 메쉬의 선이 펴지면, 전선이 파단 강도에 도달할 때까지 메쉬는 거의 신장되지 않는다. 적은 힘에서 비교적 많이 신장됨으로써 메쉬는 공면 호로 구부러진다.
메쉬는 바람직하게는 테이프의 측방향 가장자리에 실질적으로 평행하게 있는 하나보다 많은 전선에 의해 구속되지 않아야 하거나, 이들은 실질적으로 공면인 호 굽힘 시험에 불합격할 수 있다. 도 10의 메쉬(100)의 둘 이상의 전선이 테이프에 대하여 실질적으로 평행한 경우, 메쉬의 평행한 종방향 전선(107)은 이들이 서로 용접되지 않다면 주름지기 쉽다는 점에서 별개의 평행한 전선과 같은 효과를 가지고(가지거나) 테이프가 호로 구부러질 때 테이프로부터 메쉬가 들려 실질적으로 공면인 호 굽힘 시험에 불합격될 수 있다. 도 10에서 가로 전선은 (105)로서 식별된다. 또한, 종방향 전선은 이미 정렬되어, 당겨질 때 신장률은 전선의 인장 강도에 의해 한정되고 메쉬의 외부 가장자리가 적은 힘 하에 공면 호로 구부러지기에 충분히 신장할 수 없다. 마찬가지로, 메쉬의 측방향 가장자리에서의 구속 전선, 공통로 등은 공면 호로 구부러짐을 저해할 것이다.
그러나, 종방향 전선(100)(도 10)을 갖는 메쉬가 비스듬히 또는 사선으로 절단되거나 형성되어 메쉬의 측방향 가장자리(109)가 테이프의 측방향 가장자리와 궁긍적으로 정렬될 때, 종방향 전선(107)은 측방향 가장자리와 더 이상 평행하지 않고, 필요에 따라 팽창 및(또는) 압축하여 공면 호로 구부러질 수 있다. 또한, 테이프의 측방향 가장자리에 평행한 주름진 전선을 갖는 메쉬가 적합한데, 그 이유는 주름은 전선을 신장시켜 공면 호를 형성한다.
본원에 사용된 "전도성 메쉬"란 용어는 다수의 연속 전도성 경로를 갖는 물질을 가리킨다.
전도성 가열 요소에 유용한 메쉬의 비제한적인 예로는 천공된 팽창 메쉬(예: 천공된 팽창 전도성 금속 호일 또는 중합체 필름), 천공된 팽창성 메쉬(예: 천공된 팽창성 전도성 금속 호일 또는 중합체 필름), 직조 원통형 메쉬, 사선으로 직조된 스크린 또는 메쉬, 사선으로 용접된 스크린, 부직 메쉬(예: 부직 탄소 섬유 및 강철 모), 편조 전도체(예: 편조 케이블 전도체, 원형 편조 전도체, 편평한 직조 전도체) 및 편직 메쉬가 있다. 천공된 팽창 전도체 금속 호일의 예는 도 12a에 도시되어 있고, 편직 메쉬(3)의 예는 도 12b에 도시되어 있다. 도 12b의 화살표(4) 및 도 12a의 화살표(128)는 전류 흐름의 방향을 나타낸다.
메쉬의 외부 치수가 직사각형일 필요는 없다. 외부 가장자리는, 예를 들어 불규칙적이고, 부채모양 등일 수 있다. 그러나, 메쉬가 직사각형의 공형 감압성 접착제 테이프에 부착되면, 테이프위의 메쉬는 실질적으로 공면인 호로 구부러질 수 있다.
매우 바람직한 실시양태로, 유용한 메쉬는 천공되고 팽창된 또는 천공된 팽창성인 금속 호일이다. 이러한 호일은 델커 코포레이션(Delker Corp.) 및 엑스멧 코포레이션(Exmet Corp.)으로부터 입수가능하다. 이들 호일에서, 금속은 호일의 폭에 교차하는 슬릿(slit)으로 천공된다. 그 다음, 호일은 길이방향 또는 종방향으로 팽창되어 메쉬의 개구를 형성한다. 메쉬의 개구는 LWD 및 SWD를 갖는 메쉬 크기에 의해 한정된다. 개구(170)(도 17)는 접합부의 중심으로부터 인접 접합부의 중심까지 인치 또는 ㎜로 측정된, 다이아몬드의 장축 방향인 LWD(176)에 의해 한정된다. 메쉬 크기는 또한 접합부의 중심으로부터 인접 접합부의 중심까지 인치 또는 ㎜로 측정된, 다이아몬드의 단축 방향인 SWD(178)에 의해 한정된다. 메쉬 개구는 또한 두께(172) 및 스트랜드 폭(174)을 특징으로 한다. SWD는 호일의 팽창 정도에 의해 결정된다. 전형적으로, 메쉬의 SWD는 LWD의 약 0 내지 약 100%이다. 바람직하게는, SWD는 LWD의 약 25 내지 75%이다. 전형적으로, LWD는 메쉬의 폭보다는 작아야 하거나 또는 메쉬가 그의 다수개의 회로를 손실할 수 있다면 더이상 메쉬가 아니다. 전형적으로 메쉬 및 테이프 제품의 폭은 거의 같고, 테이프의 폭은 LWD의 약 1 내지 10배, 바람직하게는 LWD의 약 2 내지 약 8배, 가장 바람직하게는 LWD의 약 3 내지 약 5배이다. 전형적으로, LWD는 테이프의 두 긴 외부 가장자리에 대하여 실질적으로 수직이고, 바람직하게는 수직이다. 낮은 수치의 LWD는 열활성화가능한 물질의 전도성 및 용융에 관하여 유리할 수 있지만, 메쉬를 공면 호로 구부리기는 더 어려울 수 있다.
전도성 가열 요소의 또 다른 실시양태는 부속물이 부착된 하나의 전도성 경로를 포함하는 부품이다. 전도성 경로는 실질적으로 공면인 호로 구부러지기에 충분히 가요성이고, 부속물이 접착제 테이프로 고정될 수 있는 한, 전선 또는 좁은 호일 또는 필름, 꾸불꾸불한 형태의 전선 등과 같은 가늘고 긴 구조이다. 부속물은 직사각형, 삼각형 및 관형을 비롯한 임의의 바람직한 형태일 수 있다. 이 실시양태의 예는 도 11a 내지 도 11f에 도시되어 있다. 도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 제품에 사용하기에 유용한 가열 요소의 상이한 실시양태의 상면도로서, 가열 요소는 각각 전도성 경로(111) 및 열전도성 부속물(118,116,114,112,113)을 포함하는 부품이다.
도 11f는 경우에 따라 연신되어 전도성 경로(110) 및 열전도성 부속물(115)을 포함하는 부품인 본 발명의 제품에 사용하기에 유용한 가열 요소르르 제공할 수 있는 전도성 메쉬의 좁은 조각의 상면도이다.
부속물은 균일할 필요는 없다. 즉, 일부는 짧을 수 있고 일부는 길며, 동일한 경로에 삼각형 부속물은 물론 직사각형 부속물이 있을 수 있다. 부속물의 간격 및 위치도 또한 변할 수 있다. 예를 들어, 모든 부속물은 경로의 한쪽에 존재할수 있고, 이들은 경로를 따라 서로 직접 마주보고 위치될 수 있거나, 경로를 따라 한쪽에서 다른쪽으로 교대될 수 있다. 부속물의 간격은 원하는 최종 용도에 따라 좌우될 수 있다. 전형적으로, 부속물은 10㎜ 미만으로 떨어질 수 있고, 더 전형적으로는 5㎜ 미만으로 떨어질 수 있다. 부속물은 전도성 경로로부터 부속물의 말단까지 열을 전도할 수 있다. 부속물은 또한 전기 전도성일 수 있다. 부속물은, 예를 들어 구리, 강철, 니크롬, 니켈 및 알루미늄 등으로 이루어진 것과 같은 금속 전선 또는 알루미늄 옥사이드와 같은 세라믹 물질로부터 형성될 수 있다.
전도성 가열 요소는 바람직한 밀폐 및(또는) 접합을 이루기에 충분한 열을 생성하는데 충분한 전기 저항을 갖는 임의의 물질로부터 만들어질 수 있다. 저항의 유용한 범위는 인가된 전력, 전압 및 전류에 따라 변할 것이며, 일반적으로 안정성 요인을 고려한다. 특정 용도를 위한 비저항은, 예를 들어 테이프 치수(길이, 폭 및 두께), 열활성화가능한 물질의 열용량, 테이프의 필수 열활성화 온도 및 테이프가 가열되는 주위 온도와 같은 요인을 기본으로 선택된다. 전도성 가열 요소에 적합한 물질로는, 예를 들어 금속(예: 구리, 니켈, 강철, 알루미늄 등); 금속 합금(예: 니크롬, 스테인레스강 등); 전도성 중합체 조성물(예: 전도성 중합체, 전도성 물질로 충전된 중합체 및 이들의 블렌드, 탄소 섬유 등이 있다. 니켈과 같은 바람직한 물질은 부식 또는 환경 요인, 예를 들어 습도 및 열로 인해 전기 저항이 변하지 않는 것이다.
전형적으로, 메쉬와 같은 가열 요소의 외부, 즉 측부 가장자리는 테이프의 외부, 즉 측부 가장자리와 동시연장성이다. 그러나, 가열 요소는 열활성화 물질을원하는 대로 활성화하기에 충분한 열이 전류에 의해 생성되는 한, 테이프 구조의 나머지보다 좁을 수 있다. 가열 요소는 또한 테이프의 측부 가장자리 너머로 여장될 수 있다.
바람직한 실시양태로, 테이프(30)(도 3)는 코어 층(32), 밀폐제 층(31), 전도성 가열 요소(24) 및 임의의 라이너(39)를 포함한다. 코어 층(32)의 하나의 목적은 테이프가 한쌍의 기재 사이에 밀폐 또는 접합을 형성하기 위해 사용될 때 코어 층(32)이 내부 간격재로서 작용하는 것이다. 따라서, 테이프-함유 기재를 다른 기재에 가압 적용하는 동안, 코어 층(32)은 밀폐제가 제거될 때 두 기재가 만나지 않도록 한다. 이러한 접촉은 한 기재가 유리인 경우 특히 바람직하지 않은데, 그 이유는 생성된 응력이 유리를 파괴할 수 있기 때문이다. 코어 층은 또한 밀폐제의 경화로 인해 생성된 힘을 분배시켜, 밀폐에서의 응력을 최소화한다.
코어 층은 또한 바람직하게는 두 기재가 함께 밀폐될 때 가변 진동 기재 이동과 관련된 소음을 최소화하기 위해 내부 제진기로서 작용한다. 코어 층은 또한, 예컨대 자동차에 설치된 바람막이 유리의 경우, 한 기재에 전달된 힘으로부터 고정된 한 기재를 다른 기재로부터 단리할 수 있고, 코어 층은 유리에 충돌하는 바람으로 인해 생기는 진동 및 자동차 차 뼈대로부터 생기는 진동을 흡수한다.
코어 층은 접착제 층이 테이프와 일체인지 또는 테이프에 적용되기 전에 기재 표면에 별도로 적용되는지와 상관없이, 접착제 층으로부터 절연체 층을 열적으로 절연할 수 있다. 이러한 식으로, 밀폐제 및 접착제 층에서 일어날 수 있는 개별적인 경화 반응은 서로 단리될 수 있어서, 테이프를 단계적으로 경화할 기회를제공한다. 또한 밀폐제 및 접착제 층의 조성물에 대하여 배합 자유를 증가시키는 이점을 제공한다.
이러한 기능을 달성하기 위하여 코어 층은 압축성 및 일치성이도록 고안된다. 이러한 특징들로 인해 코어 층은 테이프가 고정된 기재에 충격을 완화시키고, 에너지를 흡수하고, 밀폐된 구조에 적용된 힘을 분배시킬 수 있다. 또한, 압축성 및 일치성은 완전한 본체 접촉 및 밀폐 형성을 달성하는데 도움이 된다.
코어 층(32)은 또한 밀폐 공정동안 사용되는 온도 및 압력에 노출될 때 거시적 질량 유동을 겪지 않도록 용융유동 저항성이게 고안된다.
코어 층의 두께는 바람직하게는 코어 층이 접합선 이격 기능뿐 아니라 바람직하게는 제진 및 열절연 기능을 수행하기에 충분해야 한다. 주어진 코어 층의 특정 두께는 테이프가 의도하는 용도를 근거로 하여 선택된다. 예를 들어, 자동차 바람막이 설치의 경우, 코어 층의 두께는 바람막이가 고안된 차 뼈대내에 테이프가 정합될 수 있도록 충분히 작아야 한다. 전형적으로, 코어 층의 두께는 약 1㎜ 이상, 바람직하게는 약 2㎜ 이상, 더 바람직하게는 약 3㎜ 이상이다. 또 다르게는, 코어 층은 하나의 층일 수 있거나 또는 다수의 층을 가질 수도 있다.
코어 층에 바람직한 물질은 점탄성 물질이다. 이러한 물질은 열가소성이거나 열경화일 수 있고, 열경화 물질이 바람직하다. 열가소성 물질은 테이프내의 열활성화가능한 물질의 열활성화 온도보다 높은 융점을 가져야 한다. 코어 층(32)에 적합한 물질의 예로는 가교결합된 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄과 같은 열경화 물질 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 열가소성 물질이 있다. 바람직한, 시중에서 입수할 수 있는 폴리아크릴레이트 물질의 예는 3M 캄파니에서 시판중인 4959, 4941, 4910과 같은 3M™ 아크릴 발포체 테이프이다.
폴리우레탄계 코어 층은 고체 엘라스토머로서 또는 세포 발포체로서 제공될 수 있으며, 1부분 또는 2부분 조성물로부터 형성될 수 있다. 1부분 조성물은 목적을 가지고 도입되거나 대기로부터 획득된 물이 경화 반응을 개시하는 경우에 수분-활성화될 수 있다. 또 다르게는, 이소시아네이트를 차단시키지 않고 경화 반응을 개시하기 위하여 사용되는 열과 함께 차단 이소시아네이트가 사용될 수 있다. 2부분 우레탄은 하나 이상의 이소시아네이트계 수지를 포함하는 제1 성분 및 하나 이상의 폴리올 및 경화제를 포함하는 제2 성분을 포함한다.
감압성 접착제가 또한 적합하다. 이러한 접착제는 테이프의 자유 말단이 접합부의 형태로 함께 융합되게 하여, 연속 밀폐, 바람직하게는 테이프 말단이 나란한 접합부, 스카프 접합부 또는 버트(butt) 접합부와 같이 동일한 면에 남는 접합부가 얻어진다. 또한, 코어 층이 감압성 접착제 형태일 때, 코어 층을 기재에 직접 결합시켜 별개의 접착제 층(일체식 또는 다른 것)에 대한 필요를 없애는 것이 가능하다.
바람직하게는, 코어 층은 발포체 형태이고, 열경화 아크릴 발포체가 특히 바람직하다. 발포체는 연속 기포 또는 독립 기포 구조를 가질 수 있지만, 독립 기포 발포체가 바람직하다. 폴리에틸렌 및 에틸렌 비닐 아세테이트계 발포체도 또한 사용될 수 있으며, 이들은 전형적으로 압출기로부터 수지 조성물을 압출하고 그 물질을 가교결합 전 또는 후에 발포함으로써 제조된다. 이러한 종류의 발포체의 시중공급체로는 미국 매사츄세츠주 로렌스 소재의 세키스이 어메리카 코포레이션(Sekisui America Corp.)의 볼텍 디비젼(Voltek Div.) 또는 미국 매사츄세츠주 히아니스 소재의 센티넬 프로덕츠 코포레이션(Sentinel Products Corp.)이 있다.
제조하는 동안 코어 층(32)으로 도입될 수 있는 다른 물질로는, 예를 들어 안정제, 산화방지제, 가소제, 점착성부여제, 유동제어제, 접착촉진제(예컨대, 실란 및 티타네이트), 착색제, 요변제 및 다른 충전제가 있다.
또한, 하나 이상의 접착제 층이 코어에 적층될 수 있다. 이것은 코어 자체가 본질적으로 접착성이지 않은 경우 특히 유용하다. 접착제 층은 감압성 접착제, 압력활성화된 접착제, 열용융형 접착제 필름, 열경화성 접착제, 또는 열경화성 물질과 열가소성 물질의 블렌드인 접착제일 수 있다.
테이프(30)(도 3)에 대하여, 밀폐제 층(31)은 바람직하게는 연속 층의 형태이다. 그러나, 밀폐제가 열 및 압력의 적용하에 융합되어 최종 제품에 효과적인 밀폐를 형성한다면 불연속 밀폐제 층도 또한 사용될 수 있다. 불규칙적인 표면에 양호한 밀폐를 형성시키기 위하여, 제2 기재에 대한 밀폐에 이용할 수 있는 밀폐제 층(31)의 표면이 텍스쳐화될 수 있다. 또한, 단층 및 다층 밀폐제 조성물이 구상된다. 밀폐제 층(31)의 폭은 용도-의존적이다. 그러나, 일반적으로 테이프의 형태에서, 밀폐제 층(31)의 폭은 코어 층(32)의 폭보다 크지 않다.
밀폐제 층(31)의 목적은 한쌍의 기재 사이에 밀폐를 형성하고 유지하는 것이다. 밀폐제 층(31)에 용융유동성 조성물이 사용될 수 있다. 적합한 조성물로는열경화성 물질(예: 에폭시 수지) 또는 이러한 물질과 열가소성 물질(예: 혼화성 또는 물리적 블렌드를 형성하는 폴리아크릴레이트 및 폴리에스테르)의 혼합물이 있다.
하나의 적합한 부류의 물질로는 에폭시 수지와 반결정질 중합체(예: 폴리에스테르)의 블렌드가 있다. 반결정질 중합체는 밀폐제 강도의 빠른 형성에 기여하여 양호한 습태강도를 갖는 밀폐가 이루어진다.
"반결정질"인 중합체는 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 결정된 결정질 융점을 나타내며, 바람직하게는 최대 융점이 약 200℃이다. 중합체의 결절도는 중합체가 냉각될 때 비정질 상태로 가열된 시이트의 흐림 또는 불투명화로서 또한 관찰된다. 중합체가 용융 상태로 가열되고 라이너상에 나이프 코팅되어 시이트를 형성할 때, 중합체는 비정질이고 시이트는 깨끗하고 빛에 대해 매우 투과성인 것으로 관찰된다. 시이트 물질내의 중합체가 냉각되면, 결정질 도메인이 형성되며 결정화는 시이트가 반투명 또는 불투명 상태로 흐려짐을 특징으로 한다. 결정도의 정도는 비정질 중합체와 다양한 정도의 결정도를 갖는 반결정질 중합체의 임의의 상용성 혼합물에 혼합함으로써 중합체에서 달라질 수 있다. 시이트의 흐림은 중합체에서 결정화가 약간 일어났는지를 결정하는 편리한 비파괴적 방법을 제공한다. 사용하는 동안 에폭시-함유 물질과 폴리에스테르 성분의 블렌드를 기본으로 하는 바람직한 밀폐제가 연화되고, 유동하고 밀페될 표면의 틈을 충전할 때, 에폭시 수지 및 폴리에스테르 성분은 육안으로 볼 때 거시적 상 분리가 없음에서 알 수 있듯이 균질한 시스템을 형성한다.
중합체는 주어진 온도에서 결정화 속도, 따라서 습태강도가 형성되는 속도를 조절하기 위해 핵형성제를 포함할 수 있다. 유용한 핵형성제로는 미정질 왁스가 있다. 적합한 왁스는, 예를 들어 페트로라이트 코포레이션(Petrolite Corp.)으로부터 유니린(Unilin™ 700)으로서 시판되고 있다.
바람직한 폴리에스테르는 실온에서 반정질인 히드록실-말단 및 카르복실-말단의 폴리에스테르이다. 존재할 수 있는 다른 작용기로는 -NH, -CONH, -NH2, -SH, 무수물, 우레탄 및 옥시란 기가 있다.
바람직한 폴리에스테르는 또한 실온에서 고체이다. 바람직한 폴리에스테르 물질은 수 평균 분자량이 약 7,500 내지 200,000, 더 바람직하게는 약 10,000 내지 50,000, 가장 바람직하게는 약 15,000 내지 30,000이다.
본 발명에 유용한 폴리에스테르 성분은 디카르복실산(또는 무수물을 포함한 그의 디에스테르 등가물)과 디올의 반응 생성물을 포함한다. 이산(또는 디에스테르 등가물)은 탄소수 4 내지 12의 포화 지방족 이산(분지형, 비분지형 또는 고리의 탄소수가 5 또는 6인 환상 물질) 및(또는) 탄소수 8 내지 15의 방향족 산일 수 있다. 적합한 지방족 이산의 예로는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 1,12-도데칸디오산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 2-메틸숙신산, 2-메틸펜탄디오산, 3-메틸헥산디오산 등이 있다. 적합한 방향족 산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 4,4'-벤조페논디카르복실산, 4,4'-디페닐메탄디카르복실산, 4,4'-디페닐티오에테르디카르복실산 및4,4'-디페닐아민디카르복실산이 있다. 바람직하게는 이산내의 두 카르복실산 사이의 구조는 탄소와 수소만을 함유하며, 더 바람직하게는 그 구조는 페닐렌 기이다. 전술한 이산의 블렌드가 사용될 수 있다.
디올은 탄소수 2 내지 12의 분지형, 비분지형 및 환상 지방족 디올을 포함한다. 적합한 디올의 예로는 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 시클로부탄-1,3-디(2'-에탄올), 시클로헥산-1,4-디메탄올, 1,10-데칸디올, 1,12-도데칸디올 및 네오펜틸 글리콜이 있다. 알킬렌 기의 탄소수가 2 내지 9, 바람직하게는 2 내지 4인 폴리(옥시알킬렌)글리콜을 포함하는 장쇄 디올이 또한 사용될 수 있다. 전술한 디올의 블렌드가 사용될 수 있다.
유용한 시판중인 히드록실 말단의 폴리에스테르 물질로는 휠스 어메리카 인코포레이티드(Huls America, Inc.)로부터 입수할 수 있는 포화 선형 반결정질 코폴리에스테르(예: 다이나폴(Dynapol™) S330, 다이나폴 S1401, 다이나폴 S1402, 다이나폴 S1358, 다이나폴 S1359, 다이나폴 S1227 및 다이나폴 S1229)가 있다. 휠스 어메리카 인코포레이티드로부터 입수할 수 있는 유용한 포화 선형 비정질 코폴리에스테르로는 다이나폴 S1313 및 다이나폴 S1430이 있다.
유용한 에폭시-함유 물질은 개환 반응에 의해 중합될 수 있는 하나 이상의 옥시란 고리를 갖는 에폭시 수지이다. 광범위하게는 에폭사이드로 불리는 이러한 물질로는 단량체 및 중합체 에폭사이드가 있고, 지방족, 지환족 또는 방향족일 수 있다. 이들 물질은 일반적으로, 평균 분자 1개당 2개 이상의 에폭시 기를 갖는다(바람직하게는 분자 1개당 2개보다 많은 에폭시 기). 분자 1개당 에폭시 기의 "평균" 수는 에폭시-함유 물질내 에폭시 기의 수를 존재하는 에폭시 분자의 총 수로 나눈 것으로 정의된다. 중합체 에폭사이드로는 말단 에폭시 기를 갖는 중합체(예컨대, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 디글리시딜 에테르), 골격 옥시란 단위를 갖는 중합체(예컨대, 폴리부타디엔 폴리에폭사이드) 및 측쇄 에폭시 기를 갖는 중합체(예컨대, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 공중합체)가 있다. 에폭시-함유 물질의 분자량은 58 내지 약 100,000 이상으로 변할 수 있다. 다양한 에폭시-함유 물질의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
유용한 에폭시-함유 물질로는 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-2-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-2-메틸시클로헥산카르복실레이트 및 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸) 아디페이트를 전형으로 하는 에폭시시클로헥산카르복실레이트와 같은 시클로헥센 옥사이드 기를 함유하는 것이 있다. 이러한 성질의 유용한 에폭사이드의 더 상세한 기재에 대해서는, 미국 특허 제3,117,099호를 참조할 수 잇다.
특히 유용한 추가의 에폭시-함유 물질은 다가 페놀을, 예컨대 에피클로로히드린(예컨대 2,2-비스-(2,3-에폭시프로폭시페놀)프로판의 디글리시딜 에테르)과 반응시켜 얻은 다가 페놀의 글리시딜 에테르와 같은 글리시딜 에테르 단량체이다. 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 이러한 종류의 에폭사이드의 추가의 예는 미국 특허 제3,018,262호에 기술되어 있다. 에폭시-함유 물질을 기본으로 하는 다른 유용한 글리시딜 에테르는 미국 특허 제5,407,978호에 기술되어 있다.
사용될 수 있는 시판중인 에폭시-함유 물질이 다수 있다. 특히, 쉽게 입수할 수 있는 에폭사이드로는 옥타데실렌 옥사이드, 에피클로로히드린, 스티렌 옥사이드, 비닐시클로헥센 옥사이드, 글리시돌, 글리시딜 메타크릴레이트, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르(예컨대, 셸 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co.)의 EPON SU-8, EPON SU-2.5, EPON 828, EPON 1004F 및 EPON 1001F, 및 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)의 DER-332 및 DER-334), 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르(예컨대, 시바-가이기(Ciba-Geigy)의 ARALDITE GY281), 비닐시클로헥센 디옥사이드(예컨대, 미국 코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.)의 ERL 4206), 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥센 카르복실레이트(예컨대, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERL-4221), 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산-메타디옥산(예컨대, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERL-4234), 비스(3,4-에폭시시클로헥실) 아디페이트(예컨대, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERL-4299), 디펜텐 디옥사이드(예컨대, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERL-4269), 에폭사이드화 폴리부타디엔(예컨대, FMC 코포레이션의 OXIRON 2001), 에록시 실란(예컨대, 유니온 카바이드가 시판중인 베타-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 및 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란), 난연성 에폭시 수지(예컨대, 다우 케미칼 캄파니로부터 입수할 수 있는 브롬화된 비스페놀형 에폭시 수지 DER-542), 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르(예컨대, 시바-가이기의 ARALDITE RD-2), 수소화 비스페놀 A-에피클로로히드린계 에폭시 수지(예컨대, 셸 케미칼 캄파니의 EPONEX 1510) 및 페놀포름알데히드 노볼락의 폴리글리시딜 에테르(예컨대,다우 케미칼 캄파니의 DEN-431, DEN-438 및 DEN-439)가 있다.
유용한 광활성 경화제는 양이온이며 방향족 요오도늄 착체 염, 방향족 술포늄 착체 염 및 메탈로센 염이 있고, 예를 들어 미국 특허 제5,089,536호(팔라조토(Palazzotto))에 기술되어 있다. 퍼옥사이드 및 옥살레이트 에스테르는, 미국 특허 제5,252,694호(윌레트(Willett))에 기술된 바와 같이, 메탈로센 염과 함께 사용되어 경화 속도를 증가시킬 수 있다. 유용한 시판중인 광활성 경화제로는 FX-512 방향족 술포늄 착체 염(3M 캄파니), 사르토머(Sartomer)의 CD-1010 방향족 술포늄 착체 염, 사르토머의 CD-1012 디아릴요오도늄 착체 염, 방향족 술포늄 착체 염(유니온 카바이드 코포레이션), UVI-6974 방향족 술포늄 착체 염(유니온 카바이드 코포레이션) 및 IRGACURE 261 메탈로센 착체 염(시바-가이기)이 있다. 또한 예를 들어 광활성 경화제의 효율을 증진시키고(증진시키거나) 광활성의 파장을 조절하기 위하여 감광제가 포함될 수 있다. 감광제의 예로는 피렌, 플루오로안트렌, 벤질, 크리센, p-테르페닐, 아세나프텐, 페난트렌, 비페닐 및 캄포르퀴논이 있다.
다양한 열활성화된 경화제도 또한 조성물에 도입될 수 있다. 예를 들어, 유용한 열활성화된 경화제로는 아민형, 아미드형, 루이스산 착체형 및 무수물형 물질이 있고, 바람직한 물질로는 디시안디아미드, 이미다졸 및 폴리아민 염이 있다. 이들은 다수의 공급원으로부터 입수할 수 있는데, 그 예는 오미크론 케미칼(Omicron Chemical)로부터 입수가능한 오미큐어(Omicure™), 아지노모토 케미칼(Ajinomoto Chemical)로부터 입수가능한 아지큐어(Ajicure™) 및큐어졸(Curezol™), 아미큐어(Amicure™) 디시안디아미드(예: CG-1200 및 CG-1400) 및 에어 프로억츠(Air Products)로부터 입수가능한 안카민(Ancamine™)(예: 2441 및 2337)이다.
특정한 경우에서, 조성물에 촉진제를 첨가하여 저온에서도 완전히 경화되거나 열에 더 짧게 노출되어도 완전히 경화되도록 하는 것이 유리할 수 있다. 이미다졸이 유용하며, 그의 적합한 예로는 2,4-디아미노-6-(2'-메틸이미다조일)-에틸-s-트리아진 이소시아누레이트; 2-페닐-4-벤질-5-히드록시메틸이미다졸; 및 Ni-이미다졸-프탈레이트가 있다.
밀폐제 층(31)에 유용한 다른 블렌드로는 에폭시-아크릴레이트 블렌드(예컨대, 기타노(Kitano) 등의 미국 특허 제5,086,088호에 기술된 것과 같은)가 있다. 이들 블렌드는 바람직하게는 (i) 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르의 초기중합체(즉, 전형적으로 약 100 내지 10,000센티포이즈의 점성 시럽에 부분 중합된) 또는 단량체 시럽; (ii) 임의로 보강성 공단량체; (iii) 에폭시 수지; (iv) 광개시제; 및 (v) 에폭시를 위한 열활성화된 경화제를 포함하는 조성물의 광중합된 반응 생성물이다. 또한 (i) 아크릴사 또는 메타크릴산 에스테르의 초기중합체(즉, 전형적으로 약 100 내지 10,000센티포이즈의 점성 시럽에 부분 중합된) 또는 단량체 시럽; (ii) 임의로 보강성 공단량체; (iii) 에폭시 수지; (iv) 광개시제; 및 (v) 에폭시를 위한 광활성 경화제를 특징으로 하는 조성물의 열중합된 반응 생성물이 유용하다. 적합한 에폭시 수지 및 열활성화된 경화제로는 전술한 것이 있다. 유용한 광개시제의 예로는 퀴논, 벤조페논, 트리아실이미다졸, 아실포스핀 옥사이드, 비스이미다졸, 클로로알킬트리아진, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, 티옥사톤 및 아세토페논 유도체, 및 이들의 혼합물이 있다. 유용한 열개시제의 예로는 유기 퍼옥사이드 및 아조 화합물이 있다. 사용하는 동안 에폭시-함유 물질 및 폴리아크릴레이트 성분의 블렌드를 기본으로 하는 바람직한 밀폐제가 연화되어 유동하고 밀폐될 표면의 틈을 충전할 때, 에폭시 수지 및 폴리아크릴레이트 성분은 육안으로 보아 거시적 상 분리가 없음으로부터 알 수 있듯이 균질한 단일상 시스템을 형성한다.
상이한 성분들의 상대적인 양은 한편으로 극한 인장강도와 내열성, 또 한편으로는 가요성과 습체 강도 형성을 균형잡도록 선택된다. 예를 들어, 에폭시 수지의 양을 증가시키면 극한 인장강도 및 내열성은 증가하지만, 가요성 및 습체 강도 형성 속도는 감소한다. 바꿔 말하면, 폴리에스테르 또는 폴리아크릴레이트의 양이 증가하면 가요성 및 습체 강도 형성 속도가 증가되는 반면에, 극한 인장강도 및 내열성은 감소된다.
에폭시-폴리아크릴레이트 및 에폭시-폴리에스테르 블렌드의 경우, 조성물은 전형적으로 에폭시 함유 물질의 100중량부당 0.01 내지 95중량부 및 상응하게 폴리에스테르 또는 폴리아크릴레이트 성분 5 내지 99.99중량부를 포함한다. 더 바람직하게는, 조성물은 에폭시-함유 물질 0.1 내지 80중량부 및 상응하게 폴리에스테르 또는 폴리아크릴레이트 성분 20 내지 99.9중량부를 포함한다. 가장 바람직하게는, 조성물은 에폭시-함유 물질 0.5 내지 60중량부 및 상응하게 폴리아크릴레이트 성분 40 내지 99.5중량부를 포함한다.
밀폐제 층(31)에 유용한 다른 용융-유동성 열경화성 조성물로는 열용융형 조성물일 수도 있는 수분-경화성 우레탄과 같은 우레탄계 물질이 있다. 이러한 조성물은 종종 하나 이상의 폴리이소시아네이트(예컨대, 4,4'-디페닐메틸렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 이들 물질의 이소시아네이트 유도체와 같은 디이소시아네이트), 하나 이상의 폴리히드록시-작용성 물질(예컨대, 폴리카프로락톤을 포함한 폴리에스테르 또는 폴리에테르 폴리올), 임의로 수분 경화 반응을 위한 촉매(예컨대, 디부틸틴 디라우레이트) 및 임의로 수분 경화 반응을 크게 방해하지 않는 다양한 첨가제 또는 보조제(예컨대, 충전제, 착색제, 비드, 기포, 섬유, 가소제, 점착성부여제, 유동제어제, 요변제, 접착증진제)를 포함한다.
밀폐제 층은 또한 열가소성 조성물로부터 형성될 수 있다. 적합한 열가소성 조성물의 예로는 폴리에스테르, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체(예컨대, 스티렌-부타디엔계 또는 스티렌-이소프렌계 블록 공중합체), 열가소성 엘라스토머, 열가소성 올레핀, 페녹시 수지, 부틸 고무, 폴리우레탄, 실리콘 및 폴리아미드가 있다. 폴리에스테르, 블록 공중합체 및 폴리우레탄이 특히 바람직한 열가소성 물질이다. 바람직하게는, 밀폐제 층에 사용된 열가소성 조성물은 가교결합제와 같은 분산상을 포함하지 않는 균질한 단일상 물질로서 제공된다. 밀폐제 층을 위해 선택된 열가소성 조성물은 바람직하게는 밀폐제-함유 제품이 도입될 최종 조성의 사용 온도보다 높은 연화점(환구식 연화 시험에 의해 측정된)을 나타낸다. 최종 구성의 사용 온도는 최종 구조가 통상의 사용 조건하에 노출되는 것으로 예상되는 최대 온도를 가리킨다.
밀폐제 층에 바람직한 조성물은 테이프-함유 기재가 가압되어 다른 기재와 접촉될 때 설치되는 동안 가해진 압력 정도의 압력에 적용될 때까지, 밀폐제의 연화점 이상의 온도, 열경화성 밀폐제 조성물의 경우에는 (a) 열활성화된 경화제의 경우 경화제의 열활성화 온도보다 낮은 온도 또는 (b) 광활성 경화제의 경우 경화제의 열분해 온도보다 낮은 온도로 가열될 때, 유동에 저항하여 그 형태를 실질적으로 유지하는 밀폐제 조성물이다. 열 및 가해진 압력의 영향하에, 이들 조성물은 제어 유동을 겪어 불균일한 표면을 따르고 기능적으로 이를 밀폐한다.
연화점은 조성물이 기재에 올려지고 제자리에 고정될 수 있도록 충분히 순응성인 최소 온도를 나타낸다. 연화점은 특정 밀폐제 조성의 함수이다. 결정질 또는 반결정질 성분-함유 밀폐 조성물의 경우에, 이는 일반적으로 이 성분의 융점에 일치한다. 전형적으로, 상부 온도 한계는 약 200℃ 정도이다.
이들 요건을 충족시키는 조성물의 예로는 열가소성 및 열경화성 물질이 있다. 열경화성 물질의 경우, 조성물은 하나 이상의 광활성 경화제, 열활성화된 경화제 또는 이들의 혼합물을 도입할 수 있으며, 열활성화된 경화제가 바람직하다.
이들 요건을 충족시키는 특정 조성물로는 용융유동이 열 및 비중만의 영향하에서 일어나지 않게 특별히 고안되거나 배합된 전술한 에폭시/폴리에스테르 및 에폭시/폴리아크릴레이트 조성물이 있지만, 대신에 압력의 적용을 필요로 한다. 하나의 유용한 배합은 하나 이상의 요변제를 조성물에 유효량, 즉 바람직한 유동학적 특성을 얻는데 필요한 양으로 포함함을 포함한다. 일반적으로, 요변제의 전체량은경화되지 않은 밀폐제 조성물의 전체 중량을 기준으로 약 20중량% 이하, 바람직하게는 약 10중량% 이하, 더 바람직하게는 약 5중량% 이하이고, 가장 바람직하게는 약 3 내지 5중량% 이하이다.
적합한 요변제는 열경화성 조성물의 경우 경화를 크게 방해하지 않거나 또는 그렇지 않으면 조성물의 분해를 초래한다. 요변제의 대표적인 예로는 입상 충전제, 비드(유리, 세라믹 또는 중합체 형태로 이루어질 수 있음), 기포(유리, 세라믹 또는 중합체 형태로 이루어질 수 있음) 및 절단 섬유, 그리고 이들의 혼합물이 있다. 적합한 입상 충전제로는, 예컨대 소수성 및 친수성 실리카, 카본블랙, 탄산칼슘, 티타니아, 점도(예: 벤토나이트), 미네랄(예: 장석) 및 이들의 혼합물이 있다. 적합한 섬유로는 중합체 섬유(예컨대, 방향족 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 및 폴리이미드 섬유), 유리 섬유, 흑연 섬유 및 세라믹 섬유(예컨대, 붕소 섬유)가 있다.
밀폐제 층(31)에 도입될 수 있는 다른 물질로는, 예를 들어 안정제, 산화방지제, 가소제, 점착성부여제, 유동제어제, 접착촉진제(예컨대, 실란 및 티타네이트), 착색제 및 다른 충전제가 있다.
테이프는, 예를 들어 코어 층의 주표면, 밀폐제 층의 주표면 또는 둘다에 배치될 수 있는 임의의 접착제 층을 포함한다. 접착제 층은 존재한다면 바람직하게는 연속 층의 형태이다. 접착제 층의 폭은 용도-의존적이다. 그러나, 일반적으로 접착제 층의 폭은 바람직하게는 코어 층의 폭보다 크지 않다. 또한, 단층 및 다층 접합 조성물이 구상된다.
하나의 실시양태로, 접착제 층은 코어층과, 테이프가 고정되는 기재의 표면 사이에 배치된다. 이 경우, 접착제 층의 목적은 기재와 코어 층 사이에 접착력을 증진시키는 것이다. 접착제 층은 테이프와 일체일 수 있거나 또는 테이프를 기재에 고정시키기 전에 기재의 면에 별도로 제공될 수 있다. 이것은 기재가 유리일 때 특히 유용하다.
접착제 층의 두께는 테이프가 사용될 특정 용도를 기준으로 선택된다.
접착제 층에 적합한 물질은 설치 온도에서 점착성이다. 열가소성 및 열경화성 물질이 둘다 사용될 수 있다. 접착제 층은 밀폐제 층에 비하여 상이한 조성, 두께 또는 둘다를 갖도록 일반적으로 선택된다. 접착제 층을 위한 특정 물질의 선택은 테이프가 고정되는 기재에 따라 좌우된다. 예를 들어, 유리 기재의 경우, 열경화성 물질이 바람직하지만, 중합체가 유리의 주변 가장자리를 캡슐화하는 캡슐화된 유리 기재의 경우에는, 열가소성 접합 물질을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
열경화성 물질은 광활성 경화제(즉, 광경화성 물질) 또는 열활성화된 경화제(즉, 열경화성 물질)를 도입할 수 있다. 바람직하게는, 접착제 층은 밀폐제 층이 경화되는 조건과 상이한 조건하에 경화한다. 예를 들어, 밀폐제 층 및 접착제 층이 모두 광경화성 물질이면, 접착제 층의 경화를 개시하는데 필요한 방사선의 파장은 밀폐제 층의 경화를 개시하는데 필요한 파장과 상이하다. 유사하게는, 밀폐제 및 접착제 층이 모두 열경화성 물질이면, 이들은 상이한 온도에서 경화될 수 있다.
접착제 층에 적합한 물질의 예로는, 예컨대 기타노(Kitano) 등의 미국 특허제5,086,088호에 기술된 에폭시/폴리아크릴레이트 블렌드; 에폭시/비정질 폴리에스테르 블렌드; 폴리올레핀 접착제(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리헥센, 폴리옥텐, 및 이들의 블렌드 및 공중합체); 에틸렌-비닐 단량체(예컨대, 에틸렌-비닐 아세테이트) 공중합체 접착제; 에폭시 접착제; 실리콘 접착제; 실리콘-아크릴레이트 접착제; 아크릴 접착제; 고무 접착제(예컨대, 부틸 고무); 및 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체(예컨대, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌 또는 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체)를 기본으로 하는 접착제가 있다. 이들 물질은 필름 또는 벌크 형태로 제공될 수 있고, 열용융형 물질로서 공급될 수 있다. 접착제 층이 접착될 기재에 따라, 접착력을 증진시키는데 하도제의 사용이 유리할 수 있다. 적합한 시판중인 물질의 예는 3M 캄파니의 구조 접합 테이프(Structural Bonding Tape) No. 9214이다.
접착제 층에 도입될 수 있는 다른 물질로는, 예를 들어 안정제, 산화방지제, 가소제, 점착성부여제, 유동제어제, 접착증진제(예컨대, 실란 및 티타네이트), 착색제, 요변제 및 다른 충전제가 있다.
임의의 일시적 보호 라이너(39)는 포함된다면 제품이(30)이 사용될 때까지 임의의 접착제 층(존재한다면) 또는 코어 층(32)을 손상, 화학선 노출 및 먼지 또는 다른 오염원으로부터 보호하고, 전형적으로 제품(30)을 기재에 부착하기 직전에 제거된다. 라이너(39)는 접착제 표면을 보호하는데 통상적으로 사용되는 것을 포함한 다양한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이너는 접착제 층 또는 코어 층에 대하여 폴리올레핀(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 실리콘 또는 플루오로실리콘과 같은 이형 물질을 그 표면에 갖는 종이 또는 중합체 웹 형태일 수 있다. 약간 점착성인 라이너를 사용하여 비점착성 표면을 보호할 수 있다.
제조
제조 공정에 적합한 임의의 순서로 다양한 층들을 적층함으로써 본 발명의 다층 제품을 제조할 수 있다. 가장 간단한 테이프 구조로, 전도성 가열 요소를 중합체 물질의 층에 적층한다. 적층은 중합체 물질, 예컨대 열활성화된 접착제 또는 밀폐제가 압출될 때 가열 요소를 따뜻하거나 고온인 압출물에 적층함으로써 행할 수 있거나, 시이트를 가온하고 적층함으로써 가열 요소를 시이트에 적층할 수 있거나, 본질적으로 점착성인 코어 또는 감압성 접착제 코팅된 코어 층에 가열 요소를 적층할 수 있거나, 또는 감압성 접착제에 가열 요소를 적층할 수 있다. 바람직한 제조 공정에서 다양한 시간에 전술한 테이프 구조에 추가의 층들을 접합할 수 있다. 예를 들어, 표면에 배치된 가열 요소를 갖는 밀폐제 층이 제공되며, 이때 가열 요소는 표면에 접합되거나 접합되지 않을 수 있고, 두 주표면에 감압성 접착제를 갖는 코어 층은 압력에 의해 메쉬에 적층된다. 메쉬의 개구는 테이프가 적층을 유지하도록 하기에 충분한 접착제를 제공한다.
임의의 층은 개별적으로 만들어질 수 있고, 적층된 구조는 열 및(또는) 압력하에 하도제, 접착제 등을 사용하여 나중에 형성될 수 있다. 그러나, 물질의 층들이 결합될 필요는 없다. 개개 층들은 최종 사용자에게 별개로, 예를 들어 키트로 제공될 수 있다. 그 다음, 층들을 두 기재 사이에 적층물로서 위치시키고 열활성화하여 기재를 결합(접합 및(또는) 밀폐)시킨다. 또 다르게는, 테이프 구조의 비접합된 층들은 하나 이상의 클립, 스테이플 등에 의해 서로 도울 수 있다. 클립은 테이프가 사용될 때 제거되거나 제거되지 않을 수 있다.
테이프가 제작되면 밀폐제 층 및(또는) 코어 층 또는 접착제 층(제공된다면)의 노출된 표면을 보호하기 위하여 이형 라이너가 임의로 적층될 수 있다. 테이프는, 예를 들어 바람직한 폭으로 슬릿을 주고 필요하면 적합한 플라스틱 또는 종이 코어 주위에 롤 형태로 권취함으로써 바람직한 최종 형태로 변환시킬 수 있다. 또 다르게는, 테이프는 슬릿이 주어지거나 또는 달리 구별된 길이로 절단되거나 바람직한 형태로 다이 절단될 수 있다.
사용방법
전술한 테이프를 사용하여 다양한 기재 사이에 밀폐 및(또는) 접합을 형성할 수 있다. 이러한 기재로는 유리, 금속, 도장된 금속, 세라믹, 목재, 석조 및 플라스틱이 있다. 테이프가 사용될 수 있는 방법의 실례로는 자동차, 보트, 기차, 버스 및 비행기와 같은 탈것의 본체 판을 접합하고, 탈것 및 빌딩의 창틀에 창 또는 바람막이를 부착하고, 벽 또는 창에 표시를 부착하고, 마루 밑바닥에 카페트 또는 바닥재를 부착하고, 계기판을 접합하는 것이 있다. 그러나, 간단함을 위하여 밀폐 공정은 자동차에 바람막이 유리를 설치하는 내용에서 기술할 것이다.
조립품(230)(도 13a)는 점착성 코어 층, 전도성 가열 요소, 및 테이프가 바람막이(232)의 둘렐를 실질적으로 둘러싸고 테이프가 바람막이의 모서리에서 약 90도 구부러짐을 가로지를 때 유리에 접착되도록 코어 층을 통해 바람막이 유리(232)의 한 면에 고정된 밀폐제 층을 갖는 테이프(180)를 갖는다. 모든 구부러짐은 공면 호를 형성하고, 바람직하게는 테이프에 주름이나 뒤틀림없이 형성한다. 이 배열로 인해 불연속 간격재의 사용과 이전에 관련된 응력 집중 지점의 형성이 회피된다. 테이프의 말단은 바람직하게는 바람막이의 저부 가장자리에 위치하며, 바람직하게는 바람막이가 자동차 틀에 위치될 때 테이프의 말단에 쉽게 접근하도록 한쪽에 위치된다. 테이프의 말단은 접혀서(234) 전류를 생성할 수 있는 전원 장치(240)에 전선(238)에 의해 부착된 전기 납(236)에 연결된다. 또 다르게는, 조립품(190)(도 13b)은 바람막이(232)의 둘레에 정밀하게 정합되어 테이프 말단이 함께 접합되지만 전기적으로 단리되고, 전기 납(242)이 접합 결합부에서 전도성 가열 요소에 부착된 테이프(250)를 갖는다. 납선(238)은 전류를 생성할 수 있는 전원 장치(240)에 연결된다. 다른 조립품(200)(도 13c)에서, 테이프(260)의 말단은 테이프의 한쪽 말단으로부터의 메쉬가 다른쪽 말단으로부터의 메쉬에 부착되도록 루프(264)에 결합된다. 이러한 사용에서, 루프(264)는 유도 코일(264)에 위치되어, 코일에 의해 전자기장이 생성될 때, 테이프에 전류를 흐르게 하는 루프내의 메쉬에 전류가 유도된다.
코어 층이 실온에서 점착성이 아니라면, 코어 층은 테이프를 유리에 영구적으로, 바람직하게는 밀폐제 층을 활성화하지 않고 접합시키도록 가열될 수 있다. 또 다르게는, 접착제 층은 코어 층에 적층될 수 있고, 접착제 층은 유리 표면에 고정된다. 밀폐제 층은 활성화되지 않기 때문에, 생성된 테이프-함유 바람막이는 주변 바람막이에 밀폐제를 옮기지 않고 다른 테이프-함유 바람막이와 밀접하여 포장되거나 또는 구부러질 수 잇다. 테이프는 또한 바람막이가 서로 부딪치지 않게 방지하며, 이는 인접한 구부러지거나 포장된 바람막이를 서로 이격시키는 비싼 포장재(예컨대, 중합체 발포체 또는 셀룰로즈 간격재)를 제거하고, 별도의 폐기 또는 재순환을 필요로 할 수 있다.
다음 단계는 전도성 가열 요소를 통해 전류를 생성함으로써 밀폐제를 가열하는 것이다. 바람직하게는, 밀폐제는 연화되지만 흐르지는 않을 때까지 가열된다. 도 16에 의해 나타낸 바와 같이, 가열된 연화된 밀폐제를 함유하는 테이프(187)를 함유하는 바람막이(184)가 자동차(181)의 틀에 설치된다. 납선(183)은 전선에의 접근을 용이하게 하기 위하여 자동차(181)의 하부 측면(185)에 위치된다. 밀폐제를 연화하기 위하여 자동차 틀에 밀폐제를 설치한 후 밀폐제를 가열하는 것도 또한 가능하다. 설치하는 동안, 연화된 밀폐제를 유동시키고 자동차의 불균일한 표면에 대하여 코어 층과 "자기 평준화"시키는 압력을 가한다. 밀폐제는 높은 지점으로부터 흐르고 용접 지점 및 공동과 같은 오목한 구역을 충전하여 효과적인 밀폐가 이루어진다. 심하게 변형된 금속 구역에서, 코어 층은 자체에 대하여 압축되고 불균일한 표면에 밀폐를 생성하는 과정에서 영구적으로 변형될 수 있다.
하나의 내부 테이프의 형태에 밀폐제 층, 코어 층 및 접착제 층을 포함하는 것이 바람직하지 않지만, 이들 물질을 별도로 또는 서로 다양한 혼합물로 유리 표면에 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전도성 가열 요소, 코어 층 및 접착제 층을 갖는 테이프를 유리 표면에 적용한 후 별도의 밀폐제 층을 적용하는 것이 가능하다.
또 다르게는, 접착제 층은 밀폐제 층, 코어 층 및 전도성 가열 요소를 함유하는 테이프가 하도된 표면에 고정된 후에, 유리 표면에 적용된 하도제의 형태로 제공될 수 있다. 또 다른 사용방법으로, 개별적인 층, 예컨대 밀폐제 층, 코어 층 및 전도성 가열 요소는 서로 접합되지 않거나 부분 접합된 상태로 적층된 다음, 전도성 가열 요소에 전류를 인가함으로써 접합될 수 있다.
또 다른 방법으로, 코어 층은 가열 요소가 접합되거나 접합되지 않은 유리 표면에 접합된다. 예를 들어 펌핑가능한 페이스트 또는 밀폐제 테이프 또는 로프일 수 있는 밀폐제가 제2 표면에 배치된다. 전도성 가열 요소가 이미 코어 층에 부착되어 있다면, 코어 층에 부착될 수 있거나 구부러져 밀폐제위에 놓일 수 있다. 그 다음, 유리에 부착된 코어 층은 전도성 가열 요소위에 위치한다. 그 다음, 가열 요소가 전원 장치에 연결되고, 전류가 인가되어 기재들을 접합시킨다.
공정중에 전도성 가열 요소의 말단에 납선이 부착될 때 이것은 특히 중요하지 않음에 주의한다. 납선은 바람막이의 테이프에 가열 요소를 부착시킬 수 있거나, 바람막이가 설치를 위한 자동차 창틀에 위치된 후 부착될 수 있거나, 또는 가열 요소가 별도로 위치된 경우, 이들은 바람막이가 제자리에 위치되기 전에 부착될 수 있다.
바람막이와 같은 기재의 경우 기재의 면에 테이프를 적용하는 것이 바람직하지만, 테이프가 기재를 실질적으로 감싸는 기재의 가장자리의 주위로 테이프를 적용하는 것도 바람직하다. 이러한 구조는, 예컨대 창틀과 같은 홈내에 기재를 접합시키기 위한 건축 용도에서 유용할 수 있다.
본 발명은 또한 하나 이상의 중합체 층 및 전도성 가열 요소와 함께 테이프를 갖는 접합된 조립품에서 다른 기재로부터의 한 기재의 제거를 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 전도성 가열 요소는 조립품을 접합하는데 사용되거나 사용되지 않을 수 있다. 전도성 가열 요소의 말단이 이미 노출되어 있지 않다면 이들을 노출시키고, 전원 장치에 연결한다. 제1 기재의 제거를 더 쉽게 하도록 중합체 물질을 연화하기에 충분한 전류가 적용된다.
전원 장치는 테이프의 전도성 가열 요소에 전력을 제공하는데 사용된다. 전원 장치는 바람직하게는 0 내지 40amp에서 0 내지 60볼트의 직류(VDC)를 공급할 수 있다. 실제로, 테이프를 기재에 접합시키는데 필요한 전력의 양이 결정되며, 전원 장치는 바람직한 VDC 출력을 제공하도록 설정된다. 전압의 양 및 출력 전압이 전도성 가열 요소에 인가된 시간은 접합될 테이프의 길이 및 폭에 의해 결정되는 바와 같이 제어된다.
전원 장치는 전형적으로 세가지 주요 부품, 즉 입력 공급 회로, 조작자 제어기 및 출력 회로를 갖는다. 입력 공급 회로는 40amp의 전류를 공급할 수 있는 60 VDC 전원 장치이다. 이 입력 공급은 AC 전압 또는 배터리 세트에 의해 전원이 공급되는 라이너 또는 스위칭 DC 공급장치일 수 있다.
이러한 제어기는 저항 전위차계(pot)를 조절하는 하나의 턴(turn) 손잡이이다. 이 pot는 출력 제어판에서 출력 회로 칩으로 전압을 바꾸고, 전도성 가열 요소에 대한 출력 전압을 변화시킨다.
0 내지 60 VDC 출력 회로는 펄스 폭 변조(PWM) 전압을 갖는다. PWM 전압은 입력 전원 장치로부터 순환된 DC 전압의 비율이다. 바람직하게는, PWM 제어는 60VDC 입력 공급장치가 주어진 비율에서 0 VDC 내지 60 VDC로 진동하게 한다. 전도성 가열 요소에 대한 최종 출력 전압은 0 VDC 및 60 VDC 시간의 비율의 콰시(quasi)-평균이다. 예를 들어, 제어 pot가 가열 요소에 20 VDC 출력을 제공하도록 설정되어 있다면, PWM 회로는 그 시간의 약 33%는 60 VDC 펄스를 출력하고, 그 시간의 약 67%는 출력 전압을 차단한다(0 VDC). 이러한 펄스는 22.5㎑ 속도에서 일어나고, 비율은 가열 요소의 유형 및 접합하는데 사용된 테이프의 크기 및(또는) 기재의 상이함으로 인하여 변할 것이다.
이제 본 발명을 하기의 비제한적인 예에 의해 추가로 기술하겠다.
시험 방법
시험 방법 A-공면 호 굽힘 시험 A1, A2 및 A3
이들 시험은 공면 호(시험 A1), 반경 10㎝의 원 주위의 공면 호(시험 A2) 및 반경 4㎝의 원 주위의 공면 호(시험 A3)로 구부러지는 전도성 가열 요소를 갖는 제품의 능력을 결정하는데 사용된다.
시험 A3은 시험 A2보다 엄격하고 시험 A2는 시험 A1보다 엄격하기 때문에, 시험 A3에 합격할 수 있는 제품은 시험 A1 및 A2에도 합격할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 시험 A2에 합격할 수 있는 제품은 시험 A1에 합격할 수 있을 것이다.
공면 호 굽힘 시험 A1
시험할 제품이 점착성이지 않으면, 먼저 시험 제품이 감압성 접착제 테이프와 동시연장성이도록 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니(Minnesota Mining& Manufacturing Co.)으로부터 입수할 수 있는 공형 감압성 접착제 테이프(3M™ 4941 아크릴 발포체 테이프)에 제품을 부착한다. 제품이 실온에서 매우 딱딱하면, 고온공기 총을 제품/임의 테이프 혼합물에 쏘아 적용하기 전 또는 그 동안 제품을 연화시킬 수 있다. 제품/임의 테이프 혼합물을 편평한 표면에 놓고, 제1 면을 편평한 표면에 위치시키고; 제2 면을 실질적으로 제품/임의 테이프 혼합물의 상부 표면에 제1 면에 평행하게 위치시킨다. 그 다음, 제품/임의 테이프 혼합물을 손으로 측방향으로 구부리면서, 동시에 제품/임의 테이프 혼합물의 측부 가장자리가 동심 호를 형성하고 외부 호가 내부 호보다 약 1% 이상 큰 길이를 갖도록 이를 편평한 표면에 부착시킨다. 구부러진 제품/임의 테이프 혼합물은 표면에 부착할 것이다. 제품/임의 테이프 혼합물이 표면에 매끄럽게 부착하면, 거의 모든 제품/임의 테이프 혼합물은 두 면 사이에 위치한다. 작은 주름 또는 뒤틀림이 존재하면, 주름 및 뒤틀림으로 인해 두 면의 외부에 있는 제품/임의 테이프 혼합물의 양은 육안으로 짐작된다. 제2 면의 외부에 있는 제품/임의 테이프 혼합물의 양은 이 시험에 합격하기 위해서는 약 25% 미만이어야 한다. 바람직하게는 약 20% 미만, 더 바람직하게는 약 10% 미만, 가장 바람직하게는 0%이어야 한다.
시험 결과는 호에 대하여 제2 면의 외부에 있는 테이프 양으로서 %로 보고된다. 0%의 평점은 구부러짐 후 거의 모든 제품/임의 테이프 혼합물이 두 면 사이에 남아 있음을 나타내는 반면에, 90%의 평점은 제품/임의 테이프 혼합물의 뒤틀림 또는 들림이 매우 심각함을 나타낸다.
공면 호 굽힘 시험 A2
시험 기재(매끄러운 편평한 표면을 갖는 6㎜ 두께의 발포체 판 시이트)는 그 위에 반경 10㎝의 원을 그림으로써 제조하였다. 제품/임의 테이프 혼합물은 상기 시험 A1에 기술된 방식으로 제조된다. 제품/임의 테이프 혼합물을 발포체 판위에 놓고, 발포체 판이 제1 면이고 제2 면은 시험 1에서와 유사한 방식으로 식별되도록 제1 및 제2 면을 식별한다. 그 다음, 제품/ 임의테이프 혼합물의 내부 가장자리가 그려진 원의 원주상의 호에 정렬되고 외부 가장자리가 제품/임의 테이프 혼합물의 폭 더하기 약 10㎝의 반경을 갖는 동심 원의 호와 실질적으로 정렬되도록 제품/임의 테이프 혼합물을 원 주위 측방향으로 90도 이상 구부린다.
제2 면의 외부에 있는 제품/임의 테이프 혼합물의 양은 이 시험을 합격하기 위해서는 약 25% 미만이어야 한다. 바람직하게는 약 20% 미만, 더 바람직하게는 약 10% 미만, 가장 바람직하게는 0%이다.
시험 결과는 반경 10㎝를 갖는 원의 호에 대하여 제2 면의 외부에 있는 테이프 양으로서 %로 보고된다. 0%의 평점은 구부러짐 후 거의 모든 테이프가 두 면 사이에 남아 있음을 나타내는 반면에, 90%의 평점은 제품/임의 테이프 혼합물의 뒤틀림 또는 들림이 매우 심각함을 나타낸다.
공면 호 굽힘 시험 A3
그려진 원이 4㎝ 반경을 갖는 것을 제외하고는 시험 2에 기술된 방식으로 제품/임의 테이프 혼합물을 시험한다.
제2 면의 외부에 있는 제품/임의 테이프 혼합물의 양은 이 시험에 합격하기 위해서는 약 25% 미만이어야 한다. 바람직하게는 약 20% 미만, 더 바람직하게는약 10% 미만, 가장 바람직하게는 0%이다.
시험 결과는 반경 4㎝를 갖는 원의 호에 대하여 제2 면의 외부에 있는 테이프 양으로서 %로 보고된다. 0%의 평점은 구부러짐 후 거의 모든 테이프가 두 면 사이에 남아 있음을 나타내는 반면에, 90%의 평점은 제품/임의 테이프 혼합물의 뒤틀림 또는 들림이 매우 심각함을 나타낸다.
시험 방법 B-가열 요소에 대한 공면 시험 굽힘 시험 B1, B2 및 B3
이들 시험은 공면 호(시험 B1), 반경 10㎝의 원 주위의 공면 호(시험 B2) 및 반경 4㎝의 원 주위의 공면 호(시험 B3)로 구부러지는 전도성 가열 요소의 능력을 결정하는데 사용된다.
시험 B3은 시험 B2보다 엄격하고 시험 B2는 시험 B1보다 엄격하기 때문에, 시험 B3에 합격할 수 있는 가열 요소는 시험 B1 및 B2에도 합격할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 시험 B2에 합격할 수 있는 가열 요소는 시험 B1에 합격할 수 있을 것이다.
공면 호 굽힘 시험 B1
이 시험은 바람직한 가열 요소를 결정하는데 사용된다. 갑압성 접착제 테이프(3M™ 4941)에 가열 요소를 부착함으로써 테이프/가열 요소 혼합물을 제조한다. 테이프/가열 요소 혼합물을 두 면 사이에 위치시키고 시험 방법 A1에 기술된 바와 같이 표면에 부착시킨다. 그 다음, 테이프위의 가열 요소를 육안으로 검사한다. 이 시험에 합격하기 위해서는 가열 요소의 임의의 뒤틀림 또는 들림이 테이프의 표면으로부터 측정한 가열 요소의 두께의 약 7배 미만이다. 편직 및 부직 메쉬와 같이 성질이 로프티(lofty)한 가열 요소는 가열 요소의 임의의 돌출 전선이 전선을 접착제 테이프위로 통과시킴으로써 점착될 수 있다면 합격한 것으로 간주한다. 예를 들어, 가열 요소의 두께가 0.005인치(0.127㎜)이라면, 이 메쉬의 면 밖의 가열 요소의 임의의 구부러짐 또는 뒤틀림은 0.035인치(0.9㎜) 이하일 것이다. 바람직하게는 가열 요소는 가열 요소의 두께의 약 5배보다 많이, 더 바람직하게는 가열 요소의 두께의 약 3배보다 많이 뒤틀리거나 들리지 않고, 가장 바람직하게는 전혀 뒤틀리지 않고 구부러진 후 공면에 남아 있다. 또한, 가열 요소가 메쉬일 때, 메쉬는 원 주위로 구부러진 후, 바람직하게는 폭이 약 10%보다 많이 좁아지고, 더 바람직하게는 폭이 약 5%보다 많이 좁아진다.
공면 호 굽힘 시험 B2
이 시험은 바람직한 가열 요소를 결정하는데 사용된다. 갑압성 접착제 테이프(3M™ 4941)에 가열 요소를 부착함으로써 테이프/가열 요소 혼합물을 제조한다. 테이프/가열 요소 혼합물을 두 면 사이에 위치시키고 시험 방법 A2에 기술된 바와 같이 표면에 부착시킨다. 그 다음, 테이프위의 가열 요소를 육안으로 검사한다. 이 시험에 합격하기 위해서는 가열 요소의 임의의 뒤틀림, 꼬임 또는 겹침이 테이프의 표면으로부터 측정한 가열 요소의 두께의 약 7배 미만이다. 예를 들어, 가열 요소의 두께가 0.005인치(0.127㎜)이라면, 이 메쉬의 면 밖의 가열 요소의 임의의 구부러짐 또는 뒤틀림은 0.035인치(0.9㎜) 이하일 것이다. 바람직하게는 가열 요소는 가열 요소의 두께의 약 5배보다 많이, 더 바람직하게는 가열 요소의 두께의 약 3배보다 많이 뒤틀리거나 들리지 않고 구부러진 후 공면에 남아 있다. 편직 및부직 메쉬와 같이 성질이 3차원인 가열 요소는 메쉬의 임의의 돌출 전선이 전선을 접착제 테이프위로 통과시킴으로써 점착될 수 있다면 적합하다.
또한, 가열 요소가 메쉬일 때, 메쉬는 원 주위로 구부러진 후, 바람직하게는 폭이 약 10%보다 많이 좁아지고, 더 바람직하게는 폭이 약 5%보다 많이 좁아진다.
공면 호 굽힘 시험 B3
이 시험은 바람직한 가열 요소를 결정하는데 사용된다. 가열 요소를 갑압성 접착제 테이프(3M™ 4941)에 가열 요소를 부착함으로써 테이프/가열 요소 혼합물을 제조한다. 테이프/가열 요소 혼합물을 두 면 사이에 위치시키고 시험 방법 A3에 기술된 바와 같이 표면에 부착시킨다. 그 다음, 테이프위의 가열 요소를 육안으로 검사한다. 이 시험에 합격하기 위해서는 가열 요소의 임의의 뒤틀림, 꼬임 또는 겹침이 테이프의 표면으로부터 측정한 가열 요소의 두께의 약 7배 미만이다. 예를 들어, 가열 요소의 두께가 0.005인치(0.127㎜)이라면, 이 메쉬의 면 밖의 가열 요소의 임의의 구부러짐 또는 뒤틀림은 0.035인치(0.9㎜) 이하일 것이다. 바람직하게는 가열 요소는 가열 요소의 두께의 약 5배보다 많이, 가장 바람직하게는 가열 요소의 두께의 약 3배보다 많이 뒤틀리거나 들리지 않고 구부러진 후 공면에 남아 있다. 편직 및 부직 메쉬와 같이 성질이 3차원인 가열 요소는 메쉬의 임의의 돌출 전선이 전선을 접착제 테이프위로 통과시킴으로써 점착될 수 있다면 적합하다.
또한, 가열 요소가 메쉬일 때, 메쉬는 원 주위로 구부러진 후, 바람직하게는 폭이 약 10%보다 많이 좁아지고, 더 바람직하게는 폭이 약 5%보다 많이 좁아진다.
시험 방법 C-바람직한 메쉬의 신장률
이 시험은 본 발명의 실시에 바람직한 메쉬를 결정하는데 사용된다. 0.635㎝ 크기의 메쉬 스트립을 죠(jaw)가 5.08㎝ 떨어져 있는 인스트론(Instron™) 인장 시험기의 죠에 고정한다. 죠를 1분당 20인치(50.8㎝)의 속도로 분리한다. 신장률은 1파운드의 힘(4.45뉴톤) 및 2파운드의 힘(8.90뉴톤)에서 기록한다. 바람직한 메쉬는 1파운드의 힘에서 0.5%보다 크고 2파운드의 힘에서 1%보다 큰 신장률을 가져야 한다. 더 바람직한 메쉬는 3%보다 큰 1파운드에서의 신장률 및 5%보다 큰 2파운드에서의 신장률을 갖는다.
실시예에 사용된 메쉬의 정의
모든 메쉬는 달리 지정하지 않는한 델커 코포레이션으로부터 구하였다.
1. 4 Ni 6-100-원래 두께가 0.004인치이고, 스트랜드 폭이 0.006인치이고, LWD가 0.100인치인 니켈 호일
2. 5 Ni 10-125-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.010인치이고, LWD가 0.125인치인 니켈 호일
3. 5 Cu 14-189-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.014인치이고, LWD가 0.189인치인 구리 호일
4. 5 Cu 20-284-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.020인치이고, LWD가 0.284인치인 구리 호일
5. 5 Ni 5-050P 니켈-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.005인치이고, LWD가 0.050인치인 당겨진 니켈 호일
6. An5 Fe 5-050 Ni 도금-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.0005인치이고, LWD가 0.125인치인 니켈 도금된 어닐링된 강철 호일
7. 5Fe 7-125 Ni 도금-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.007인치이고, LWD가 0.125인치인 니켈 도금된 강철 호일
8. 7Ni7-4/3 DB 니켈(엑스멧 코포레이션으로부터 입수가능함)-원래 두께가 0.007인치이고, 스트랜드 폭이 0.007인치이고, LWD가 0.100인치인 니켈 호일
9. 3 Ni 5-125-원래 두께가 0.008인치이고, 스트랜드 폭이 0.012인치이고, LWD가 0.125인치인 니켈 호일
10. 5 Ni 7-125-원래 두께가 0.005인치이고, 스트랜드 폭이 0.007인치이고, LWD가 0.125인치인 니켈 호일
실시예 1 내지 4
1.27㎝ 폭의 팽창된 금속 호일(84), 즉 메쉬를 박리 라이너(86)위의 폭 1.27㎝ 및 두께 1.2㎜를 갖는 코어 층(82)(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 입수가능한, 아크릴 발포체의 각각의 주표면위에 아크릴 접착제를 갖는 3M™ 4941 갑압성 접착제 테이프)에 적층함으로써 각 실시예의 테이프(80)(도 8)을 형성하였다. 각 실시예에 사용된 특정 메쉬는 표 1에 나와 있다. 생성된 테이프를 시험 방법 A에 기술된 바와 같이 공면 호로 구부렸고, 제2 면 위로 돌출된 테이프 양은 표 1에 나와 있다.
실시예 메쉬 유형 공면 호-% 10㎝ 반경 호-% 4㎝ 반경 호-%
1 4 Ni 6-100 0 0 0
2 5 Ni 10-125 0 0 0
3 5 Cu 4-189 0 0 0
4 5 Cu 20-284 0 0 0
실시예 5 내지 8
100℃의 오븐에서 2시간동안 가열된 도료 통에서 에폭시 수지(에폰(Epon™) 828) 50부와 또다른 에폭시 수지(에폰 1001) 50부를 혼합함으로써 에폭시 수지 혼합물을 제조하였다. 폴리에스테르(다이나폴(Dynapol™) 1402) 85부, 에폭시 수지 혼합물 15부 및 아민 에폭시 경화제(에어 프로덕츠 앤드 케미칼스 인코포레이티드로부터 입수가능한 안카민(Ancamine) 2441) 6부를 혼합하고, 이축 스크류 압출기에 공급함으로써 밀폐제 조성물을 제조하였다. 다운스트림 포트에서, 실리카(데구사 코포레이션(Degussa Corp.)으로부터 입수가능한 에어로실(Aerosil) R972) 2.5부를 첨가하였다. 배럴 온도는 80℃로 설정되었다. 저온의 롤러 닙에서 압출물을 박리 라이너로 주조성형하고 두께 2㎜의 밀폐제의 시이트로 칼렌더링하였다. 전도성 메쉬(표 2에 나타낸 각 실시예에 해당하는 종류)도 또한 저온의 롤러 닙으로 공급하고, 밀폐제의 표면에 적층하였다. 실시예 5 내지 7의 메쉬는 델커 코포레이션으로부터 얻었고, 실시예 8의 메쉬는 엑스멧 코포레이션으로부터 얻었다. 냉각 후, 밀폐제의 메쉬 표면을 점착성있는 코어 층(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 입수가능한 3M 4941 접착제 테이프)에 적층하였다.
12.7㎝×1.27㎝ 폭의 테이프의 각 말단에서 약 1.27㎝로부터 밀폐제 및 코어 층을 제거하여 메쉬를 노출시켰다. 테이프를 3M™ 유리 청소제(Glass Cleaner)(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 입수가능함)로 청소하였다. 메쉬의 노출된 말단을 일정한 전압 전원 장치(휴렛 팩커드(Hewlett Packard)로부터 입수가능한 휴렛 팩커드 6032A 0-60A/0-60A/1000W)에 연결된 구리선에 납땜된 악어입클립에 연결하였다. 표 2에 나타낸 전류(암페어)를 나타낸 전압(볼트) 설정치에서 10분동안 시스템에 인가하였다. 나타낸 바와 같이 저항(오옴)이 계산되었다. 샘플을 5분동안 냉각한 다음 전원 장치와의 연결을 끊었다. 모든 샘플은 밀폐제가 표면에서 충분히 흘러 나가기에 충분하게 유동한 것으로 나타났다. 또한, 형성된 각각의 실시예 7 및 8은 유리판 사이에 긴밀한 접합을 형성하였다.
실시예 메쉬 유형 전압-볼트 전류-암페어 저항-오옴
5 5Ni5-050P 니켈 2.05 17.31 0.118
6 An5Fe5-050 Ni 도금 강철 1.80 17.34 0.104
7 5Fe7-125 니켈 도금 강철 2.01 10.41 0.193
8 7Ni7-4/3 DB 니켈 1.31 19.70 0.066
실시예 9
사용된 메쉬가 델커 코포레이션으로부터 입수가능한 3Ni5-125인 것을 제외하고는 실시예 5의 과정에 따라 111.8㎝×1.27㎝의 테이프를 제조하였다. 테이프의 각 말단의 약 1.27㎝으로부터 밀폐제 및 코어 층을 제거하였다. 반경 4㎝의 원에서 약 90도 호에 가까운 네 곡선을 생기도록 테이프를 청소한 두 유리판 사이에 연속 스트립으로 위치시켰다. 악어입 클립을 메쉬에 부착하고 전원에 연결하였다. 그 다음, 시스템에 전류를 10분동안 인가한 다음(30볼트 및 5.9암페어) 5분의 냉각 싸이클을 적용하였다. 최종 저항은 5.08오옴인 것으로 계산되었다.
조립품을 악어입 클립으로부터 분리하고 완전히 냉각시켰다. 유리판을 위로 위치시키고, 두 유리판과 테이프에 의해 형성된 공동에 약 반이 차도록 주위 온도의 수돗물을 부어 넣었다. 1시간 후 시험 조립품에서 물의 누수가 없음을 관찰하였으며, 따라서 본 발명의 테이프는 유리에 방수성 밀폐를 형성함을 알 수 있다.
실시예 10
기재(218)를 3M 유리 청소제로 청소함으로써 조립품(도 14)을 제조하였다. 기재(218)는 자동차 바람막이이었다. 메쉬(212)가 5Ni7-125인 것을 제외하고는 실시예 5의 과정에 따라 0.635㎝ 폭의 테이프를 제조하였다. 접착제 층(216), 코어 층(214), 전도성 가열 메쉬(212) 및 밀폐제 층(210)을 갖는 테이프(180)를 유리위로 누르고 모서리 주위에서 구부림으로써 바람막이 기재(218)의 내부 둘레 주위에 테이프를 적층하였다. 테이프는 바람막이 주위에서 일련의 공면 호를 형성하였다. 밀폐제, 코어 및 접착제를 테이프의 말단으로부터 제거하여 메쉬를 노출시켰다. 바람막이(234)의 저부에서 테이프의 말단을 서로 밀접시키고 아래로 향하게 하였다. 바람막이를 자동차 뼈대(도시되지 않음)에 위치시켰다. 메쉬의 각 말단을 전원 장치(240)에 연결된 납선(238)에 납땜된 전기 납(236)에 연결시켰다. 그 다음, 50볼트의 전력을 2분 동안 인가한 다음, 전압을 8분동안 60볼트(8.3암페어)로 증가시켰다. 유리와 밀폐제 사이의 온도는 250℉인 것으로 측정되었다. 밀폐제는 주위 온도로 냉각 후 바람막이를 차 뼈대에 밀폐하고 고정되게 접합시키기에 충분한 유동을 나타내었다.
실시예 11
실시예 5의 과정에 따라 금속 메쉬(24)에 적층된 2㎜ 두께의 밀폐제 층(68)(도 7)을 제조하였다. 또다른 2㎜ 두께의 밀폐제 층(66)을 그 표면을 약 80℃로 가온하고 표면들을 함께 누름으로써 제1 밀폐제 층에 적층하였다. 그 다음, 코어(61)의 각각의 주표면에 감압성 접착제 층(도시되지 않음)을 갖는 제1 코어층(61)을 손으로 메쉬(24)에 적층하였다. 코어(63)의 각각의 주표면에 감압성 접착제 층(도시되지 않음)을 또한 갖는 제2 코어 층(63)을 코어 층(61)에 적층하였다. 코어 층(63)은 또한 박리 라이너(39)를 포함하였다. 코어 층(63)은 모두 3㎜ 두께의 아크릴 발포체 테이프(3M 캄파니로부터 입수가능한 3M™ 4959)이었다. 생성된 테이프(70)를 공면 호 뿐 아니라 반경 10㎝의 원 및 반경 4㎝의 원의 공면 호로 구부렸고, 모든 테이프는 시험 방법 A에 기술된 바와 같이 제1 면과 제2 면 사이에 위치하였다.
실시예 12
실시예 5의 밀폐제 물질의 2㎜ 두께의 시이트에 전도성 가열 요소(5-Ni-10-125 메쉬)를 적층함으로써 시이트를 제조하였다. 48㎝×1.27㎝ 크기의 스트립을 절단하고 스트립의 각각의 말단에서 1.27㎝로부터 밀폐제를 제거하여 가열 요소를 노출시킴으로써 테이프를 제조하였다. 그 다음, 각각의 주표면(미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니로부터 입수가능한 3M 4941)에 아크릴 감압성 접착제를 갖는 1.2㎜ 두께의 아크릴 발포체 테이프의 두 층을 가열 요소에 적층하였다. 그 다음, 테이프의 접착제 면을 밀폐제가 노출되도록 청소된 유리판에 적층하였다. 제2 밀폐제 물질(헨켈 코포레이션(Henkel Corp.)으로부터 입수가능한 매크로멜트(Macromelt) 6240)을 0.5㎜ 두께의 시이트로 압출시켰다. 45.7㎝×1.27㎝ 크기의 제2 밀폐제의 스트립을 노출된 밀폐제 표면위에 위치시켰다. 7.6㎝×10.2㎝ 크기의 4개의 금속 스트립을 이소프로판올과 물의 50/50 혼합물내 글리시독시프로필트리메톡시 실란의 0.5중량% 용액인 하도제로 하도하고 건조시켰다. 그 다음, 이 조각들을 테이프를 따라 길이방향으로 10.2㎝ 치수를 갖고 하도제 면이 밀폐제에 대향하도록 제2 밀폐제 층위에 놓았다. 전원에 연결된 악어입 클립을 가열 요소의 노출된 말단에 부착하였다. 전원을 9.2볼트의 전압으로 10분동안 켠 다음 껐다. 악어입 클립을 제거하기 전에 전체 조립품을 실온으로 냉각하였다. 두 밀폐제 층은 용융되고, 흘러 나가고, 금속 쿠폰에 부착되며, 아크릴 발포체 코어는 금속과 유리 사이에 바람직한 간격을 유지하였다.
실시예 13
0.5㎜ 직경의 구리선을 트레드형 막대의 길이를 따라 배열하고, 가이드로서 트레드형 막대의 트레드를 사용하여 다른 길이의 동일한 종류의 전선을 트레드형 막대 및 나사 모양의 제1 전선 주위에 권취하였다. 그 다음, 나사 권취가 선형 전선과 교차한 각 지점을 납땜하였다. 납땜된 조립품을 트레드형 막대로부터 제거하고, 나사 권취의 각각의 감김을 납땜 결합부의 반대의 지점에서 절단하였다. 구부러진 부속물을 똑바로 펴고 손질하여 선형 부속물(113)을 갖는 하나의 전도체(111)(도 11a)를 갖는 전도성 가열 요소를 형성하였다. 가열 요소의 폭은 약 12.7㎜이었다.
전도성 가열 요소의 10.5㎜ 길이의 단편을 폭 약 12.7㎜ 및 깊이 3.2㎜의 직사각형 테플론 주형에 위치시켰다. 전도성 가열 요소의 말단을 실리콘 고무로 덮어 각 말단에 댐을 형성하였다. 폴리에스테르 수지(다이나폴 S1402)를 용융될 때까지 가열한 다음, 주형에 약 3.2㎜의 깊이까지 부었다. 냉각 및 경화 후, 폭 12.7㎜, 두께 3.2㎜ 및 길이 10.5㎜의 테이프 형태의 생성된 제품을 주형으로부터제거하였다. 테이프는 약 100℉로 가열되면, 공면 호로 구부러질 수 있다. 전도성 가열 요소의 돌출 말단을 전원에 부착하고 가열하였다. 가열 요소는 폴리에스테르 수지를 효과적으로 용융시켰다.
실시예 14 내지 20과 비교예 C1 및 C2
메쉬를 폭 0.645㎝로 절단하고, 시험 방법 C에서 기술된 바와 같이 신장률에 대해 시험하였다. 원래 길이의 신장률(%)은 1파운드(4.45N) 및 2파운드(8.90N)에서 측정되었다. 실시예 14의 테이프 구조는 밀폐제 층, 코어 층 및 팽창된 금속 메쉬(5Ni10-125)를 갖는 테이프 구조이었다. 실시예 15는 느슨하게 편직된 구리선 메쉬이었다. 실시예 16 내지 19는 금속 호일을 천공 및 팽창하여 형성된 메쉬이었다. 실시예 20은 본질적으로 종방향으로 직선의 전선이 없도록 사선으로 절단된 실시예 22의 직조 용접된 스크린이었다. 실시예 21은 종방향으로의 직선 전선과 0.635㎝ 간격을 갖는 직조 용접된 금속 스크린이었다. 시험된 메쉬는 2개의 전선을 포함하였다. 실시예 22는 종방향으로의 전선과 0.318㎝의 간격을 갖는 직조 용접된 금속 메쉬이었다.
실시예 샘플 설명 신장률 %-4.45N 신장률 %-8.90N
14 테이프 구조 4.2 8.3
15 느슨한 편직 구리선 메쉬 13.6 27.5
16 4Ni6-100 팽창된 금속 26.4 52.8
17 5Ni7-125 팽창된 금속 7.15 14.3
18 5Cu20-284 팽창된 금속 74 148
19 5Cu14-189 팽창된 금속 80.8 161.7
20 사선으로 절단된 C2 10.3 20.5
C1 용접된 금속 스크린 0.42 0.85
C2 직조 용접된 금속 스크린 0.25 0.49
실시예
열가소성 폴리에스테르형 폴리우레탄(B. F. 굿리치(B. F. Goodrich)로부터 입수가능한 에스탄(Estane) 58213)을 2㎜ 두께의 시이트로 압출함으로써 밀폐제 층을 제조하였다. 그 다음, 발포체 테이프와 밀폐제 층 사이에 전도성 메쉬(4Ni6-100)를 갖는 아크릴 감압성 접착제 발포체 테이프(3M™ 4941)에 밀폐제를 적층시켰다. 시이트로부터 10.2㎝×1.27㎝의 테이프를 절단하고, 밀폐제 층이 노출되도록 발포체 면을 청소된 유리판에 부착하였다. 메쉬의 말단을 노출시키고 2.2볼트로 설정된 전원 장치에 연결하였다. 제2의 청소된 유리판을 밀폐제 층위에 위치시켰다. 전력을 4분동안 인가하고, 그 동안 밀폐제는 연화되어 유리판을 함께 밀폐하였다. 전원 장치를 단절시키고 샘플을 30분동안 냉각하였다. 이때, 판은 손으로 분리할 수 없었다. 그 다음, 메쉬의 말단을 2.2볼트로 설정된 전원 장치에 2분동안 재연결시켰다. 전원 장치를 단절시키고, 밀폐제는 유리판이 가열 요소와 발포체 접착제 사이의 계면에서 분리되게 하기에 충분하게 연화되었다.
당업자라면 본 발명의 요지 및 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 변경 및 변화를 알 수 있을 것이며, 본 발명은 본원에 전술된 예시적 실시양태에 지나치게 한정되어서는 안됨을 이해하여야 한다.

Claims (11)

  1. (a) (i) 전도성 메쉬; (ii) 연속 경로를 통해 흐르는 전기에 의해 연속 경로에서 생성된 열이 부속물을 통해 열전도될 수 있는 방식으로 연속 전도성 경로에 부착된 다수의 열전도성 부속물을 갖는 연속 전도성 경로를 포함하는 부품으로 이루어진 군에서 선택된 가열 요소; 및
    (b) 중합체 물질
    을 포함하는 적층물을 포함하는, 공면 호 굽힘 시험(Coplanar Arc Bend Test) A1에 합격될 수 있는 제품.
  2. 제1항에 있어서, 중합체 물질이 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 열활성화가능한 물질을 포함하고, 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 직접 접촉되지 않는 경우 열활성화가능한 물질의 활성화를 허용하기에 충분한 정도로 열전도성인 물질에 의해 가열 요소로부터 열활성화가능한 물질이 분리되도록 열활성화가능한 물질이 가열요소와 열접촉되고, 가열 요소가 그를 통해 전류가 흐르면 열활성화가능한 물질의 일부 이상을 연화시키고, 용융시키고(용융시키거나) 경화시키는 제품.
  3. 제1항에 있어서, 중합체 물질이 공형 (conformable) 압축성 용융융동-저항성 열경화 코어를 포함하는 제품.
  4. 제1항에 있어서, 가열 요소가 메쉬를 포함하는 제품.
  5. 제1항에 있어서, 열활성화가능한 물질이 밀폐제 및 접착제로 이루어진 군에서 선택된 제품.
  6. (a) 제1 기재; (b) 제1 기재에 결합된 제1항 내지 제3항중 어느 한 항의 제품을 포함하는 조립품.
  7. 제6항에 있어서, 제2 기재를 추가로 포함하고, 제1 기재와 제2 기재가 제품에 의해 서로 결합된 조립품.
  8. 제6항에 있어서, 제1 기재가 자동차 창유리, 건물 창유리, 컴퓨터 스크린, 텔레비젼 스크린, 탈것의 본체 판, 카페트 및 바닥재로 이루어진 군에서 선택된 조립품.
  9. 제6항에 있어서, 제1 기재가 바람막이를 포함하는 조립품.
  10. (a) 제1 기재를 제공하는 단계;
    (b) (i) (A) 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 전도성 메쉬; (B) 연속경로를 통해 흐르는 전기에 의해 연속 경로에서 생성된 열이 부속물을 통해 열전도될 수 있는 방식으로 연속 전도성 경로에 부착된 다수의 열전도성 부속물을 갖는 연속 전도성 경로를 포함하는, 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 부품으로 이루어진 군에서 선택된 가열 요소; (ii) 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 직접 접촉되지 않는 경우 일부 이상의 열활성화가능한 물질의 활성화를 허용하기에 충분한 정도로 열전도성인 물질에 의해 가열 요소로부터 열활성화가능한 물질이 분리되도록 열활성화가능한 물질이 가열 요소와 열접촉되고, 가열 요소는 그를 통해 전류가 흐르면 열활성화가능한 물질의 일부 이상을 연화시키고, 용융시키고(용융시키거나) 경화시킬 수 있는, 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 열활성화가능한 물질을 포함하는, 제1 기재와 접촉된 물질의 적층물을 제공하는 단계;
    (c) 제1 기재와 제2 기재 사이에 동시에 제공될 수도 있는 적층물의 노출된 표면에 대향하여 제2 기재를 위치시키는 단계; 및
    (d) 제1 기재가 적층물을 통해 제2 기재에 궁극적으로 결합되어 조립체를 형성하도록 열활성화가능한 물질을 연화시키고, 용융시키고(용융시키거나) 경화시키는 방식으로, 단계 (b), 단계 (c), 단계 (c) 이후중 하나 이상동안 가열 요소에 전류를 흐르게 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. (a) 제1 기재;
    (b) 제2 기재; 및
    (c) (i) (A) 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 전도성 메쉬; (B) 연속 경로를 통해 흐르는 전기에 의해 연속 경로에서 생성된 열이 부속물을 통해 열전도될 수 있는 방식으로 연속 전도성 경로에 부착된 다수의 열전도성 부속물을 갖는 연속 전도성 경로를 포함하는, 공면 호 굽힘 시험 B1에 합격할 수 있는 부품으로 이루어진 군에서 선택된 가열 요소; (ii) 중합체 물질을 포함하는, 제1 기재 및 제2 기재를 함께 결합시키는 적층물
    을 포함하는 조립품.
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